04/10/2021 - Neue ultraresistente und selbstreparierbare Betonmaterialien

Menéame

Ein Team von Universitat Politique deValència (UPV) und Politecnico di Milano hat im Rahmen des europäischen Projekts RESHEALience, neue ultraresistente und selbstreparierbare Betonmaterialien. In Rissesituationen und im Vergleich zu hochleistungsfähigem konventionellem Beton haben sie 30% mehr Haltbarkeit. Im Falle eines Risses ist es in der Lage, sich durch die Anwendung von Selbstbefriedigungstechniken automatisch zu reparieren.

"Diese Eigenschaften sind vor allem durch die Konstruktion der Mischung und die Verwendung von Bestandteilen wie kristalline Zusatzstoffe, Nanolegierungen und Nanokristalle aus Cellulose möglich, die in der Lage sind, die Fähigkeit des Materials zu verbessern, sich selbst zu reparieren," so Pedro Serna, Forscher am Institut für Wissenschaft und Technologie am Hormigon (ICITECH) der Universitat Politència deValència.

Ein weiterer Vorteil dieser neuen Zementmaterialien ist die Verringerung der normalen und außergewöhnlichen Wartungsarbeiten, die die üblichen (50 Jahre) Grenzwerte der derzeitigen Konstruktionscodes überschreiten können. Und unter ihren Anwendungen eignen sie sich besonders für Infrastrukturen, die extrem aggressiven Umgebungen ausgesetzt sind, wie z. B. See- oder Küstengebäude sowie geothermische Anlagen.

"In diesem Projekt zeigen wir, wie langlebig Zementmaterialien zu einem Merkmal werden, das durch Synergie zwischen Materialzusammensetzung und struktureller Konzeption gestaltet werden kann. Wir haben neue Zementverbindungen entwickelt und testen sie mit der Fähigkeit zur strukturellen Selbstreparierung in der Rissphase, die der übliche Zustand einer Stahlbetonstruktur ist," so Marta Roig Flores, Forscherin der ICITECH. 

Auf diese Weise stellt ResHEALience eine Änderung des Konzeptes der Haltbarkeit des Materials dar, das als passiver Schutz vor äußeren Angriffen auf ein aktives Sehen des Materials verstanden wird. 

In sechs großen Pilotstrukturen getestet... mit elektronischen Sprachen

In der Validierungsphase wurden die im Projekt entwickelten hochfesten Zementverbindungen für den Bau von sechs groß angelegten Pilotstrukturen eingesetzt, die derzeit unter realen strukturellen Betriebsbedingungen analysiert werden. Zwei davon befinden sich in der Region Valencia, einem Schwimmer für schwimmende Windtürme, der in Zusammenarbeit von Rover Maritime und UPV, der im Hafen von Sagunto installiert ist, gebaut wurde, und einer für Muscheln, die im Hafen von Valencia von der valencianischen Gesellschaft der Demokratischen Republik Kongo installiert wurde -), zwei weitere in Italien, eine in Irland und eine in Malta.

Projektarbeitsteam RESHEALience (UCC+i-Quelle)

Diese Strukturen werden ständig mit UPV-Technologie überwacht, insbesondere durch ein umfangreiches Sensornetzwerk, das von einem Team des IDM-Instituts überwacht wird, das es ermöglicht, die Leistung im Laufe der Zeit zu überprüfen. Es handelt sich um ein autonomes Sensorsystem mit einer elektronischen Sprache-Konfiguration, das in Echtzeit und kontinuierlich Informationen über die Dauerhaftigkeit der Struktur liefert. Darüber hinaus hilft es, das Risiko von Korrosion und das Vorhandensein von aggressiven Substanzen, die die Strukturen beeinflussen können kennen.

"Diese Daten ermöglichen es den Technikern, den guten Zustand der Strukturen zu überprüfen oder gegebenenfalls die erforderlichen Maßnahmen zu ergreifen, um zu verhindern, dass sich der Schaden verschlimmert, indem sie die geeignetste, wirtschaftlichste und am wenigsten belastete Schutz- oder Reparaturmethode anwenden," erklärt Juan Soto, Forscher des IDM-Instituts an der Universitat Politic deValència.

Finanzierung und Entwicklung des Projekts

Das im Jahr 2018 gestartete Projekt wird im März 2022 abgeschlossen sein, obwohl bereits festgestellt werden kann, dass das ReSHEALience-Konsortium das Ziel erreicht hat, das Konzept des ultralanglebigen Betons (UHDC in seiner englischen Fassung) zu testen. Neben dem Politecno di Milano (Koordinator) und der UPV hat das Konsortium aus sieben Ländern (Italien, Spanien, Deutschland, Irland, Griechenland, Malta und Israel) 13 Partner und drei Dritte (sechs Universitäten und Forschungsinstitute und zehn Industriepartner) involviert. 

Das Projekt ReSHEALience wird von der Europäischen Kommission im Rahmen des Programms finanziert. "Horizont 2020" (GA 760824)

Kommunikation

Referat Wissenschaftliche Kultur und Innovation (UCC+i)

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