Når fremtidens bygninger og veje skal sikres mod elementernes hærgen, bliver det regnvand og ikke byggearbejdere, der udfører arbejdet. Amerikanske forskere fra University of Michigan har fremstillet et betonmateriale, der ved hjælp af lidt nedbør selv kan stå for vedligeholdelsen.
Konceptet tager udgangspunkt i betons selvreparerende egenskaber og kan sammenlignes med et sår på hånden, forklarer professor Victor Li, leder af projektet.
»Hvis man har et lille sår på hånden, så kan kroppen hele det af sig selv. Men hvis man har et stort sår, så skal kroppen bruge hjælp for at lukke det. Vores nye materiale er konstrueret, så det kun er de små revner, der opstår, og derfor kan materialet reparere sig selv.«
Han har arbejdet med at udvikle betonmaterialet Enginereed Composite Concrete i næsten 15 år og håber på, at det vil kunne indgå i den amerikanske regerings nye planer for investeringer i infrastrukturen, hvor det på sigt vil kunne give besparelser.
»EEC vil give en langt mere sikker infrastruktur og sørger for, at vi kan skære i omkostninger på reparationer, da materialet vedligeholder sig selv.«, siger Victor Li.
Revner tyndere end et menneskehår
Forskere har længe været opmærksomme på betons evne til at kunne reparere nogle af de revner og skader, der opstår ved stød og slid. Beton indgår en kemisk proces med vand og luft og danner et hårdt materiale, calcium karbonat, der fungerer som fugemasse i revnerne.
Victor Li's hold fandt frem til at revnerne skal være under 150 mikrometer og helst under 50 mikrometer, for at beton kan reparere sig selv optimalt. Det er en af grundene til, at man forstærker beton med stålrør, der kan absorbere noget af det slid, materialet udsættes for og derved give mindre revner. Men ofte er skaderne for store til, at regnvand kan reparere dem.
Det problem har forskerholdet så løst ved at udskifte stålrørene med forstærkede mikrofibre, der giver fleksibilitet. Det nye betonmateriale har derfor en gennemsnitlig revnebredde på 60 mikrometer, omtrent det samme som halvdelen af bredden på et menneskehår.
I laboratoriet testede forskerne materialets brudstyrke. Hvor en almindelig betonplade brækker ved 0,1 procents træk, kunne EEC holde til at træk på fem procent uden at få revner, der var for store til at kunne blive fikset af et par dage med slud.
»Efter vi udsatte pladen for trækket, lod vi den hele, før vi testede igen. Vi fandt ud af, at den var som ny med næsten den samme stivhed og styrke.«, fortæller profesor Victor Li.
EEC udnytter betons selvreparerende egenskab
Ole Mejlhede Jensen, leder af institut for byggematerialer på DTU, mener, at EEC er spændende, fordi det kombinerer mikrofibrenes egenskaber med betonens.
»Det er interessant at se, hvordan vi kan bruge mikrofibrene til at udnytte betonens selvreparerende egenskab aktivt i stedet for passivt, som vi nu har gjort i mange år.«, fortæller Ole Mejlhede Jensen, der er formand for et udvalg i RILEM, et internationalt forskerprogram, der arbejder med fremtidens byggematerialer.
Han mener, at betonmaterialet ikke kun har gode udsigter i store byggeprojekter som veje og broer, men ligeledes i byggeri af mindre skala og steder, hvor materialet hurtigt kan blive hårdt belastet.
»Det kunne være kabelbokse eller kloakrør - sådan set alle steder hvor der er en aggressiv miljøbelastning på materialet.«, siger Ole Mejlhede Jensen.
