Selbst die härtesten Betonproben gehen zu Bruch, wenn sie im Labor von Ildiko Merta getestet werden. Die Forscherin untersucht am Institut für Hochbau und Technologie neuartige Betonsorten, die sie mit pflanzlichen Fasern verstärkt. In den nächsten Jahren wird ihre Arbeit vom Hertha Firnberg-Programm des FWF gefördert. Ildiko Merta ist die erste Wissenschaftlerin an der Fakultät für Bauingenieurwesen, die eine solche Förderung erhält.

Altes Material mit neuer Rezeptur
Beton ist fast so alt wie die Baukunst selbst: Schon in der Antike verwendete man Varianten von Mörtel und Zement, und trotzdem lässt sich bei diesem beliebten Baumaterial noch immer manches weiterentwickeln. „Beton zeigt unter Druck extrem gute Belastungseigenschaften“, sagt Ildiko Merta. Eine Betonsäule kann problemlos schwere Lasten tragen. Die Zugfestigkeit und Zähigkeit von Beton ist allerdings viel schwächer. Betonkonstruktionen, die unter Zugbelastung stehen, zeigen schon bei geringen Belastungen Risse.

Widerstandskraft durch Fasern
"Das Konzept der Verstärkung spröden Materialien mit verschiedenen Fasern ist seit der Antike bekannt. Heutzutage werden jedoch Stahl- oder Kunststofffasern verwendet“, erklärt Ildiko Merta, „Wir gehen an der TU Wien allerdings einen ganz anderen Weg.“ In Mertas Faserbetone kommt Natur: Aus bestimmten Pflanzen wie Hanf, Stroh und Elefantengras gewinnt sie Fasern von wenigen Zentimetern Länge, die dem Beton beigemischt werden und dadurch seine Duktilität (das Verformungsverhalten unter Belastung) verbessern. Nur einige Prozent des Beton-Volumens machen die Pflanzenfasern aus – genug um die Duktilität des Betons zu erhöhen. Auch der Risswiderstand des Betons steigt, was beispielsweise für Bodenplatten und Industrieböden sehr wichtig sein kann.

Hanf – der Umwelt zuliebe
Bruchmechanische Prüfungen werden mit Hilfe der Keilspaltmethode nach Tschegg durchgeführt: Mit einem Metallkeil wird der Betonprüfkörper belastet, bis es bei einer bestimmten Kraft und einer bestimmten Verformung reißt. Die Messergebnisse fließen dann in ein Berechnungsmodell ein, mit dem sich das Verhalten von Naturfaserbeton mathematisch beschreiben lässt. Erste Versuche zeigen, dass besonders Hanffaserbetone deutlich bessere Eigenschaften aufweisen. Ildiko Merta will ihre Forschung daher in den nächsten Jahren speziell auf diese Betone konzentrieren. Für Merta steht dabei der Umweltgedanke im Vordergrund: Wenn Kunststoff oder Stahl durch Biomasse ersetzt werden kann, verbessert sich die Umweltbilanz des Materials. Ein noch ungelöstes Problem ist allerdings die Haltbarkeit: Mit der Zeit können die Fasern im Beton verrotten, nach einigen Jahren wird sich dadurch die Duktilität des Betons verschlechtern. „Genau dafür müssen wir nun Lösungen finden – etwa durch geeignete Imprägnierungsmittel“, sagt Ildiko Merta.

Frauen für die Spitzenforschung
Der Wissenschaftsfonds FWF fördert mit den Frauenförderprogrammen „Hertha Firnberg“ und „Elise Richter“ hervorragend qualifizierte Wissenschaftlerinnen am Beginn ihrer wissenschaftlichen Laufbahn. Die Senior Postdoc-Stellen haben das Ziel, die Forscherinnen auf eine internationale akademische Karriere vorzubereiten. Ildiko Merta freut sich über diese Chance: „Es hat sich schon in der Vergangenheit herausgestellt, dass Frauen durch diese Programme einen großen Karrieresprung machen können“, sagt sie.


Nähere Information:
Dr. Ildiko Merta
Institut für Hochbau und Technologie
Karlsplatz 13, 1040 Wien
T: +43-1-58801-21512
<link>ildiko.merta@tuwien.ac.at