Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert bis 2028 die NanoMatFutur-Nachwuchsgruppe unter der Leitung von Luise Göbel, Juniorprofessorin für Werkstoffmechanik an der Fakultät Bau und Umwelt, mit rund 1,9 Millionen Euro.
Beton ist ein Baustoff auf Basis von Zement, Kies und Wasser. Zusatzmittel wie Verzögerer, Beschleuniger oder Verflüssiger beeinflussen die Materialeigenschaften des Frischbetons oder des erhärteten Betons. Nach der Herstellung lässt sich der Beton bisher nicht mehr anpassen. Wechselnde Umweltbedingungen und Rohstoffschwankungen können das Fließverhalten von Beton oder seine Widerstandsfähigkeit beeinflussen. Das Forschungsteam um Jun.-Prof. Dr.-Ing Luise Göbel entwickelt deshalb adaptive Eigenschaften für Beton. Neue Zusatzstoffe (Additive) sollen durch äußere oder innere Anregung (Stimulus) aktiviert werden und ausgewählte Eigenschaften des Betons auch nach dessen Produktion beeinflussen.
Materialeigenschaften gezielt steuern
Im Projekt „StimuCrete - Funktionalisierung von Betonstrukturen durch stimuliresponsive Materialien" verfolgt das Team zwei Ansätze über fünf Jahre: Der erste Ansatz zielt darauf ab, das Verhalten von frischem Beton zu steuern. Das Material soll sich kontrolliert verfestigen lassen. „Dies ist insbesondere für automatisierte Fertigungsverfahren, darunter den sogenannten 3D-Beton-Druck, von Bedeutung", erläutert Luise Göbel. Das Team entwickelt dafür Additive, die sich durch elektromagnetische Anregung verändern und die Frischbetoneigenschaften beeinflussen.
Das interdisziplinäre Team aus Materialwissenschaftlerinnen, Chemikerinnen und einem Elektrotechniker arbeitet zudem an Methoden zur Verbesserung der Lebensdauer von Betonbauwerken. Sie entwickeln Kapseln, die sich bei Schäden öffnen. Diese Technik soll Mikrorisse im Beton selbstständig verschließen und die Bewehrung vor schädigenden Substanzen schützen. „Durch selbstheilenden Beton wird die Baustruktur langlebiger und der manuelle Reparaturaufwand reduziert. Langfristig werden dadurch Ressourcen eingespart und die Umwelt geschont", erklärt die Juniorprofessorin.
