Niederländer entwickelte selbstheilenden Biobeton

Gebäude und Bauwerke aus Beton, die in der Lage sind, spannungsbedingte Risse im Material zu schließen und sich selbst zu reparieren, sind keine Utopie mehr, sondern können dank der Erfindung des Mikrobiologen Hendrik Marius Jonkers bald Realität werden. Dessen Vision bestand darin, die Zugfestigkeit und Umweltfreundlichkeit des Materials mithilfe der Natur zu verbessern, sodass sowohl die Kosten für die Betonherstellung und Instandhaltung verringert als auch die daraus resultierenden CO₂-Emmissionen eingedämmt würden. So entwickelte der Niederländer einen Biobeton mit Bakterien, die bis zu 200 Jahre in einer Betonstruktur überleben können, um bei auftretenden Schäden zu „erwachen“ und diese durch die Produktion von Kalkstein zu heilen.

Für seine Erfindung wurde der Niederländer jetzt als einer von drei Finalisten für den Europä-ischen Erfinderpreis 2015 in der Kategorie Forschung nominiert. Am 11. Juni wird die Auszeichnung im Rahmen eines Festakts  in Paris zum zehnten Mal verliehen.

Selbstheilungseffekt

aus der Natur genutzt

Nach dem Studium der Meeresbiologie an der Universität Groningen in den Niederlanden und seiner Promotion im September 1999 konzentrierte sich Jonkers auf die Erforschung des Verhaltens von Bakterien. Mit kalkproduzierenden Bakterien experimentierte er erstmals während seiner Arbeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie in Bremen. Sein Weg führte ihn 2006 als Experte für das Verhalten von Bakterien an die Fakultät für Bauingenieurwesen und Geowissenschaften der Technischen Universität Delft. Im Rahmen seines dortigen Forschungsprogramms setzte sich Jonkers zum Ziel, eine Lösung zu finden, um den Selbstheilungseffekt von Organismen aus der Natur auf Beton zu übertragen.

Langjährig eingekapselte

Reparaturkraft

Um die Risse im Beton zu schließen, wählte Jonkers Bakteriengattungen (Bacillus pseudofirmus und B. cohnii), die in der Lage sind, auf biologische Weise Kalkstein zu produzieren. Die Bakterien verbrauchen bei diesem Vorgang Sauerstoff, wodurch als positiver Nebeneffekt die Korrosion von Stahlbeton im Inneren verhindert wird. Für den Menschen sind die Bakterien völlig ungefährlich, da diese nur unter den alkalischen Bedingungen innerhalb des Betons überleben können. Auf dieser Basis entwickelten Jonkers und sein Forscherteam drei verschiedene Arten der bakterienhaltigen Betonmischung: Den selbstheilenden Beton, der bereits mit den Bakterien verbaut wird, einen Reparaturmörtel und eine flüssige Reparaturlösung, die jeweils erst bei akuter Beschädigung auf die Betonstellen aufgetragen werden.

Nachhaltige Präventions­methode

In den vergangenen Jahren durchlief der bakterienhaltige Beton Langzeittests unter verschiedenen äußerlichen Einflüssen an einem speziell errichteten Gebäude im niederländischen Breda. Die Markteinführung des selbstheilenden Betons soll noch in diesem Jahr erfolgen, da Jonkers‘ patentierte Erfindung das Potenzial hat, die Instandhaltungskosten für Brücken, Tunnel und Stützmauern deutlich zu senken.