Prävention für den Erhalt von Bauwerken

Viele Faktoren können dazu beitragen, dass Baumaterialien frühzeitig versagen. Veränderte Umweltbedingungen durch den Klimawandel mit großer Hitze und häufigem Starkregen zählen ebenso dazu wie der Einsatz von Tausalz, das Straßendecken oder Rollfelder porös macht, und eine erhöhte Nutzungsbelastung durch vermehrten Verkehr. Um herauszufinden, wie Schäden am Baumaterial entstehen, untersucht der Wissenschaftler zementgebundene Werkstoffe, Baustoffkombinationen aus Kalk, Gips und Zement sowie bauchemische Additive und Produkte wie wie Polymere oder siliziumorganische Verbindungen. „Die Frage ist: Welche Kombinationen aus chemischen, biologischen und physikalischen Umwelteinflüssen können dazu führen, dass Materialien abgebaut beziehungsweise zerstört werden?“ erläutert Andreas Gerdes. Um diese Mechanismen aufzuklären, werden die molekularen Interaktionen an den Grenzflächen der Materialien untersucht und die Erkenntnisse der grundlegenden Prozesse von der Nano- auf die Makroebene, das heisst auf die Bauwerksebene übertragen.

„Viele Normen im Bauwesen sind durch Erfahrungswerte geprägt, wir erarbeiten in der Bauchemie moderne Methoden und Modellierungen, um die Materialien und ihre Eigenschaften besser zu verstehen und neue, langlebige Produkte mit verbesserten Eigenschaften zu entwickeln“, erläutert der Chemiker. Es gelte den gesamten Lebenszyklus der Bauwerke in den Blick zu nehmen und vorbeugend zu handeln. Durch rechtzeitige technische Eingriffe könne der Verfall von Werkstoffen und Bauten aufgehalten werden, dies sei wesentlich kostengünstiger als eine spätere umfassende Instandsetzung und ermögliche es, den öffentlichen Investitionsstau abzubauen, betont Gerdes. Qualitätskontrollen, zum Beispiel durch ein Monitoring mit Sensoren, die Risiken frühzeitig erkennen lassen, oder das Aufbringen von Oberflächenschutz, etwa einer wasserabweisenden Imprägnierung, seien ökologisch und ökonomisch sinnvoll.

Bedeutend ist das Thema auch für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Bauwirtschaft. Kleine und mittlere Bauunternehmen und Produkthersteller könnten durch spezialisiertes Know-how und neue Dienstleistungen auf dem Gebiet der Prävention im Bauwesen ihre Marktposition verbessern, betont der Chemiker. Gerdes koordiniert das gemeinsam mit der Helmholtz-Gemeinschaft im Mai 2016 gestartete KIT-Innovations-Hub „Prävention im Bauwesen“, das alle Akteure aus Wirtschaft, öffentlicher Verwaltung und Wissenschaft zum Thema zusammenbringt, um einen schnellen Wissenstransfer zu sichern und das bislang noch wenig entwickelte Forschungsfeld zu stärken. Der Experte, der neben seiner Tätigkeit am KIT eine Professur für Bauchemie an der Hochschule Karlsruhe - Wirtschaft und Technik innehat, ist Mitbegründer der IONYS AG, eines Spin-off des KIT und der Hochschule Karlsruhe, das Spezialprodukte und Dienstleistungen für das Bauwesen bietet. (afr)

Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Prof. Andreas Gerdes her.

Fotonachweise
Foto Brücke: Magali Hauser, KIT
Porträt Prof. Andreas Gerdes, IFG: Markus Breig, KIT