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Beton fliesst besser mit Kunststoff
Gefäss:
Geringe Mengen Kunststoff im Betongemisch können dafür sorgen, dass sich die Masse beim Transport durch Röhren weniger schnell verfestigt. Zu diesem Schluss kamen Forscher der Zürcher ETH in einer Studie.
Wird Beton über längere Distanzen durch Röhren gepumpt kann er sich unterwegs verfestigen. Als typisches industrielles Gemisch setzt er sich aus Flüssigkeit und Partikeln zusammen. Weil aber der Anteil an Flüssigkeit oft zu gering ist, wird der Beton bei zunehmender Fliessgeschwindigkeit zäh. Dieses Phänomen der sogenannten Scherverfestigung hat vor allem auf Grossbaustellen Kosten und Schäden zur Folge.
Laut einem Bericht des Online Magazins ETHlife der Zürcher ETH suchte der französische Zementriese Lafarge deshalb die Zusammenarbeit mit dem Labor für Oberflächentechnik am Departement Materialwissenschaften der ETH. Anhand von Experimenten und Simulationen stellten die Wissenschaftler in einer Studie fest, dass bei ausreichender, aber niedriger Fliessgeschwindigkeit ein Flüssigkeitsfilm zwischen den Partikeln „schmiert“. Steigt die Geschwindigkeit an, reisst ab einem gewissen Punkt dieser Film. Das heisst, die Scherverfestigung hängt vom Schmierverhalten der Partikel ab. Damit kamen die Forscher zum Schluss, dass durch die Zugabe einer geringen Menge an Kunststoff zur Betonmischung die Scherverfestigung entscheidend reduziert werden kann. Das heisst: Die Polymere binden sich an die Partikel, umhüllen sie und verringern so die Reibung zwischen den einzelnen Partikeln.
Wie Lucio Isa Mitautor der Studie gegenüber ETHlife erklärt, ermöglicht diese Entdeckung der Industrie, das Fliessvermögen dichter Pasten bei hohen Geschwindigkeiten zu optimieren. (mai)