MicrobialCrete

Anwendung von Biozementierung im Bauwesen

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt „MicrobialCrete“ hat das Ziel, neue, biobasierte Baustoffe für die Bauwerksinstandsetzung und weitere bautechnische Anwendungen zu entwickeln. Bei dieser innovativen Methode werden spezielle Mikroorganismen eingesetzt, die unter bestimmten Bedingungen Calciumcarbonat-Ausfällungen erzeugen können. Das Phänomen wird als mikrobiell induzierte Calcit-Präzipitation (MICP) oder auch Biozementierung bezeichnet. Das ausgefällte Calciumcarbonat, besser bekannt als Kalk, dient zum Verschluss von (Mikro-)Rissen und Poren und wird im Vorhaben zur Bauwerksinstandsetzung in Beton und Mauerwerksbauten erprobt. Dies erfordert Untersuchungen zur Auswirkung der Biozementierung auf Risse und Mikrorisse in Betonstrukturen, um daraus abgeleitet verbesserte Dauerhaftigkeitseigenschaften der Baustoffe, insbesondere Stahlbeton, zu ermöglichen. Gegenüber klassischen Verfahren, die überwiegend kunststoffmodifizierte Instandsetzungsmaterialien verwenden, hat diese Methode den Vorteil, durch die mineralische Ausscheidung der Bakterien umweltfreundlich zu sein und auf überwiegend nachhaltigen Rohstoffen zu basieren. Weiterhin wird die Biozementierung im Projekt zur Bodenverfestigung, Immobilisierung von Schadstoffen und zur Staubkontrolle im Tagebau erforscht und mit den Anwendungspartnern optimiert.

Ein großes Problem der MICP-Anwendung stellt nach wie vor das mangelnde Verständnis der Zementierung selbst und der Kultivierung der eingesetzten Mikroorganismen dar. Für die Kultivierung müssen geeignete Bakterien entsprechend den Anforderungen der verschiedenen Anwendungen, wie zum Beispiel Stabilität bei hohen pH-Werten oder Chloridkonzentrationen in Beton, ausgewählt und untersucht werden. Ein zentrales Ziel des Vorhabens ist, durch Hochdurchsatz-Technologien, wie automatisierten Mikrobioreaktoren, schneller geeignete biozementierende Mikroorganismen auszuwählen und Bioprozesse effizienter und kostengünstiger entwickeln zu können.