The promising dimension in building and contraction: nanoparticles, nanoscopic structures and interface phenomena, part 1: Fid-Bau Portal

The promising dimension in building and contraction: nanoparticles, nanoscopic structures and interface phenomena, part 1

Schmidt, M. / Stephan, D. / Krelaus, R. / Geisenhanslüke, C.

Abstract

Nanotechnologische Verfahren bieten vielfältige Möglichkeiten zur Aufklärung der komplexen, meist auf nano- und mikroskopischer Ebene ablaufenden chemisch-physikalischen Zusammenhänge mineralischer Bindemittel und daraus hergestellter Baustoffe. Daraus ergeben sich auch neue Möglichkeiten, steuernd in diese Prozesse einzugreifen, um die Leistungsfähigkeit weiter zu erhöhen. Zudem ist es möglich, konstruktiven Baustoffen neben ihrer eigentlichen tragenden und/oder schützenden Aufgabe weitere Funktionen zuzuweisen und sie so zu 'smart materials' zu machen. Voraussetzung dafür ist es, die physikalischen und chemischen Besonderheiten der Nanowelt zu kennen und zu beherrschen. Hochleistungsbetone, wie ultrahochfester Beton, werden heute schon mit mikroskaligem Silikastaub und anderen Feinststoffen hergestellt, die zu einer sehr dichten Kornpackung kombiniert werden. Eine weitere Leistungssteigerung ist unter anderem möglich, wenn Nanosilika mit gezielter Korngrößenverteilung verwendet wird. Damit und mit weiterentwickelten Herstelltechnologien sind sogar kalt hergestellte Hochleistungskeramiken aus mineralischen Bindemitteln denkbar. Nanoskaliges Titandioxid kann herkömmliche Baustoffe zu einem 'smart material' machen. Als dünne, transparente Schicht aufgebracht werden die Oberflächen nicht nur selbstreinigend, sondern sie wirken auch als Katalysator für den Abbau von Schadstoffen. Es besteht noch ein erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf, um die Chancen und Möglichkeiten, die die Nanotechnologie für mineralische und andere Werkstoffe im Bauwesen bietet, zu erkennen und in praktische Lösungen umzusetzen. Gleichzeitig bietet sie aber auch die dazu erforderlichen verfahrenstechnische Möglichkeiten, die schon jetzt einen wesentlich tieferen Einblick in die Nanowelt der Baustoffe ermöglichen. (wird fortgesetzt)