«Form­be­wuss­te» Le­gie­run­gen für das Bau­we­sen

Formgedächtnislegierungen nehmen selbst nach starker Verformung automatisch oder durch Wärmeeinwirkung wieder ihre ursprüngliche Gestalt an. Das macht sie zu einem interessanten Werkstoff. Empa-Forscher zeigen, dass diese Materialien auch für Anwendungen im Bauwesen genutzt werden können.

Publikationsdatum
20-06-2014
Revision
01-09-2015

Die Anwendung von Formgedächtnislegierungen, so genannten shape memory alloy (SMA), ist laut der Materialforschungsanstalt Empa beispielsweise für die Verstärkung von Brücken denkbar. Wird ein Betonträger mit SMA-Stäben bewehrt, lassen sich diese durch Hitze «aktivieren»: Sie wollen sich in ihre ursprüngliche Form zusammenziehen. Da sie aber einbetoniert sind, geht das nicht, es entsteht eine Vorspannung. Der Effekt liesse sich somit nutzen, um zum Beispiel ganze Brückendecks vorzuspannen. Die SMA-Stäbe müssen lediglich mittels Durchleiten von Strom erhitzt werden, damit sie sich vorspannen. Eine aufwändige Spannvorrichtung und Hüllrohre entfallen.

Für das Bauwesen sind vor allem Produkte auf Eisenbasis interessant, da diese nicht nur viel günstiger sind, sondern auch deutlich geringere Prozesskosten aufweisen. Bislang mussten sie zur Aktivierung des Formgedächtniseffekts allerdings auf bis zu 400 ºC erhitzt werden. Das ist für den Einsatz in Beton und Mörtel oder anderen temperaturempfindlichen Materialien zu hoch. Empa-Forschern ist es nun gelungen eine neuartige Eisen-Mangan-Silizium-Legierung zu entwickeln. Sie lässt sich bereits bei rund 160 ºC aktivieren, eine Temperatur, die für Beton erträglich ist. 

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