Chemie hilft Bauprodukte zu verbessern

Die Bauchemie führt Wissenschaftler verschiedener Disziplinen zusammen, die daran arbeiten, die Nachhaltigkeit moderner Bauwerke in ökonomischer, ökologischer und soziokultureller Hinsicht zu verbessern. Die Fachgruppe Bauchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) lädt diese Wissenschaftler alljährlich zu ihrer Tagung ein, die in diesem Jahr am 29. und 30. September an der TU Berlin stattfindet. Forschungen über und neue Entwicklungen zu Zement sowie die Analytik in der Bauchemie, beispielsweise in Sachen Holzschutzmittel oder zu Geruchsimmissionen in Innenräumen, stehen dieses Mal im Zentrum der Diskussionen.

Zement ist als Bindemittel für Mörtel und Beton schon lange im Einsatz. Der Begriff geht sogar auf die Römer zurück, später wurde er für das Reaktionsprodukt aus Kalkstein und Ton verwendet. Heute ist Zement (Portlandzement) ein großtechnisch hergestelltes Industrieprodukt, das in seinen Hauptkomponenten aus Calciumoxid, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Eisenoxid besteht. Doch für einige Anwendungen muss er chemisch weiter optimiert werden. Mörtel und Betone beispielsweise, die auf Portlandzement basieren, zeigen im Kontakt mit sauren Medien eine unzureichende chemische Beständigkeit des Werkstoffgefüges. So sind etwa biogene Schwefelsäurekorrosionen sehr häufig Ursache für erhebliche Schäden an Abwasserleitungen und in Kläranlagen. In Berlin wird daher diskutiert, inwiefern chemisch resistente Silikatmörtel, basierend auf Natriumsilikat (Wasserglasbinder) und Aluminiumphosphat dieses Problem lösen können.

In Portlandzementklinkern ist der Hauptbestandteil Tricalciumsilicat, das das Festwerden des Zementsteins maßgeblich beeinflusst. Mit dem Einbau von Fremdionen (Magnesium, Aluminium, Eisen) möchte man auch diesen Vorgang technisch verbessern. Auch die Verflüssigung von Zementleimen mit Polycarboxylaten möchte man besser verstehen und optimieren. In Berlin werden Untersuchungen zum Einfluss der Molekülstruktur von Polycarboxylaten auf diesen Vorgang vorgestellt. Generell gewinnt der Einsatz von polymeren Fließmitteln in zementgebundenen Baustoffen immer mehr an Bedeutung. Solche Fließmittel beeinflussen die Verarbeitbarkeit wegen ihrer Auswirkung auf die mikroskopische Gefügestruktur in flüssigen Zementpasten positiv. Architektonisch-konstruktiv anspruchsvolle Bauten wie etwa das "Phaeno" in Wolfsburg oder Betonobjekte mit extremer Oberflächenperfektion wie die 2711 Stelen des Holocaust-Mahnmals von Peter Eisenman in Berlin sind überhaupt nur unter Verwendung solcher "Selbstverdichtender Betone" herstellbar. In dem BMBF-Teilprojekt "Untersuchungen zum Abbinden zementärer Massen" sollen Messmethoden zur Strukturuntersuchung und Verfolgung der Verfestigung entwickelt werden; erste Ergebnisse daraus werden ebenfalls in Berlin vorgestellt.

Nicht nur hierbei stehen analytische Methoden im Vordergrund. Sie spielen generell bei Produkten und Rohstoffen für die Bauchemie eine große Rolle. Dabei geht es vor allem um die Identifikation und Prüfung der Zusammensetzung von Produkten und deren Komponenten sowie um die Messung von flüchtigen organischen Substanzen aus Produkten für den Baubereich, was von besonderer Bedeutung für die Einhaltung geltender und kommender gesetzlicher Bestimmungen in Bezug auf die Grenzwerte ist. Aber auch den anorganischen Holzschutzmittelkomponenten in Gebrauchtholz wendet sich die Analytik zu. Von Bedeutung sind diese Messungen für die energetische Verwertung von Gebrauchtholz nach dem Bundes-Immissionsschutz-Gesetz oder dessen stoffliche Verwertung durch die Spanplattenindustrie. In beiden Fällen wird ein sicherer Ausschluss von mit Holzschutzmitteln behandelten Hölzern gefordert.

Quelle: Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)