26.02.2020
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12.12.2019

Innovation & Forschung

Kunststoff 2.0 ersetzt künftig Stahl in Brücken

Amir Hajiesmaeili will die Stahlarmierung in Betonbauwerken wie Brücken und Bürogebäuden durch Kunststofffasern ersetzen. Außerdem will der Forscher der EPFL die Hälfte des Zements im Beton durch gemahlenen Kalkstein ersetzen, ein Material, das weltweit in großen Mengen natürlich verfügbar ist. Ziel ist die Senkung der CO2-Emissionen um 75 Prozent.

Kunststoff 2.0 ersetzt künftig Stahl in Brücken zoom

Kalkstein verdrängt Zement

Hajiesmaeili forscht am Labor für Bauwerkserhaltung und Sicherheit der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL), das Eugen Brühwiler leitet. Die beiden Wissenschaftler setzen als Armierungsfasern eine besonders feste Faser aus Polyethylen ein, an deren Oberfläche der modifizierte Beton bestens haftet. Es entsteht ein Werkstoff, der nicht nur eine hohe Festigkeit hat, sondern auch noch um zehn Prozent leichter ist als Stahlbeton.

Zudem kann die Kunststofffaser nicht korrodieren - ein Problem, das vor allem an Stahlbetonbrücken zu frühen Alterungserscheinungen führt. So müssen sechsspurige Autobahnbrücken in Leverkusen und Duisburg, die 1965 beziehungsweise 1970 in Betrieb genommen wurden, bereits durch Neubauten ersetzt werden. Der neue Beton soll 2020 zu ersten Mal beim Bau einer Brücke verwendet werden, bei welcher ist noch offen.

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Nach drei Jahren bestes Rezept

Hajiesmaeili hat seinen Master-Abschluss in Ingenieurswissenschaften an der University of Teheran gemacht. Dann kam er in die Schweiz. Hier widmete er sich von Anfang an der Entwicklung eines neuen armierten Betons. Jahrelang mixte er immer wieder neue Werkstoffe in immer neuen Verhältnissen. Er kombinierte seinen Beton jeweils mit Kunststofffasern, bis er das optimale Material gefunden hatte. "Nach drei Jahren hatten wir das richtige Rezept für den Ultrahochleistungsfaserbeton", sagt der iranische Forscher.

Seit 15 Jahren befasst sich Brühwiler mit der Entwicklung von Ersatzmaterialien für Stahlbeton. Mit den Werkstoffen, die er mit seinem Team entwickelt hat, sind bereits mehr als 100 Brücken und Gebäude in der Schweiz errichtet worden. Der neue Beton verbessert die Festigkeit des Baumaterials und dessen Umweltverträglichkeit noch einmal.

Quelle: UD/pte
 

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