Leobener Forscher entwickeln brandbeständigen Baustoff

Innovativer Beton hält Temperaturen bis 1.380 Grad Celsius stand

Forscher der Montanuni in Leoben haben einen neuartigen Betonbaustoff entwickelt, der brandbeständiger und sicherer ist als alle bisherigen Betonzusammensetzungen. Labor- und Großversuche haben gezeigt, dass der neue Beton Temperaturen bis zu 1.380 Grad Celsius standhält. Bei einem Versuch mit einem betonierten Tunnelsegment zeigte sich, dass der Beton bei einem simulierten Bergdruck von 60 Tonnen drei Stunden lang eine Befeuerung mit 1.200 Grad Celsius aushielt.

Im Rahmen eines Projektes hat ein Team um Anton Mayer vom Institut für Gesteinshüttenkunde drei Jahre an einem neuen Betonbaustoff gearbeitet, der, so die Vorgaben, brandbeständiger als üblicher Beton sein sollte. Übliche Betonbaustoffe enthalten karbonatische Gesteine wie Kalk und Dolomit oder Quarzgestein als so genannte Zuschläge. Während Quarz durch schädliche Modifikationsänderungen bei 575 Grad Celsius bekannt ist, zersetzen sich Dolomit und Kalk im Brandfall und spalten etwa die Hälfte ihrer Masse in Form von CO2 ab. Das hat einen vollständigen Feuchtigkeitsverlust zur Folge und lässt beim Löschen gefährliche Reaktionsprodukte wie ätzende Kalklaugen entstehen, die mit hohem Aufwand entsorgt werden müssen.

Der neuentwickelte Beton besteht hingegen aus einem genau abgestimmten Gemenge von Magnesium-Eisen-Hydrosilikat-Mineralen, die einen Schmelzbereich von weit über 1.400 Grad Celsius aufweisen. Dieser Ausgangsstoff enthält auf einem Kubikmeter Beton über 200 Liter Wasser, das in chemisch-mineralischer Form eingebunden ist. „Bei einem Brandfall setzt sich das eingebundene Wasser bei Temperaturen von 150 bis 700 Grad Celsius frei, mit den Vorteilen, dass Brandgase abgekühlt, die Luft gereinigt und das Feuer eingedämmt werden kann „, so Mayer. Die erhöhten Kosten dieses Betons können ausgeglichen werden, da durch die höhere Isolationswirkung sowohl brandgefährdete Bauwerke selbst bei geringeren Betondicken wesentlich besser geschützt werden. Auch nach einem Brand ist die Sanierung technisch einfacher möglich als bisher. Die Oberfläche mit einer Tiefe von drei bis fünf Zentimetern wird neu aufgetragen. Bei der Sanierung entstehen weder Silikosestaub noch ätzende Laugenprodukte.

„Diese Entwicklung kann sehr viel zur Verbesserung der Bauwerks- und Tunnelsicherheit beitragen“, meint Mayer. Der neue Beton wurde auch als internationales Patent eingereicht. Das Forschungsprojekt, das insgesamt eine Mio. Euro gekostet hat, wurde vom Fonds der gewerblichen Wirtschaft mit 30 Prozent gefördert.