ETH-Forscher ebnen Weg für ökologischen Zement

30. Juli 2019 11:54

Zürich - Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) können nun vorhersagen, wie lang Stahlbeton haltbar ist. Ihr neues Berechnungsmodell gibt Auskunft über die Lebensdauer von Brücken und Rohrleitungen. Und es macht den Einsatz neuer ökologischer Zementsorten möglich.

Wie schnell Stahl in Beton oder anderen porösen Materialien korrodiert, ist für Planer und Sicherheitsexperten eine wichtige Frage. Forschende um Ueli Angst, ETH-Professor für Dauerhaftigkeit von Werkstoffen, können ihnen nun belastbare Informationen liefern. Wie die ETH auf ihrer Internetseite berichtet, haben sie entschlüsselt, warum die bisher gängige Sauerstoffhypothese allein den Korrosionsprozess nicht erklären kann. 

Die Erklärung ist „überraschend einfach“, sagt Angst. „Sie basiert auf der Tatsache, dass sich das Metall in einem porösen Medium befindet“, und zwar unabhängig davon, ob das Beton, Erdboden oder Holz ist.

Wo das Metall mit Poren in Kontakt ist, kann es „zu Korrosion kommen, wenn die Poren mit Wasser gefüllt sind, nicht aber, wenn sie mit Luft gefüllt sind“. So ist also nicht der Sauerstoff entscheidend, sondern die Fläche, die mit Wasser in Kontakt ist.

Jedoch ist der herkömmliche Portlandzement stark alkalinhaltig, was den Stahl vor Korrosion schützt. Ausserdem werden bei dessen Produktion grosse Mengen an CO2 freigesetzt. Neue Zementsorten aus alternativen Rohstoffen enthalten weniger Alkali, schützen also weniger vor Korrosion. Doch Angst ist überzeugt, dass Korrosion nicht zwingend zu Schäden führen muss, „solange sie langsam genug abläuft“. Mit dem Modell der ETH-Forscher ist es nun erstmals möglich, die Korrosionsgeschwindigkeit wissenschaftlich zu berechnen. Und damit wäre der Weg frei für neue, klimafreundlichere Zementsorten und nachhaltigeres Bauen. 

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