Selbstheilender Beton
Ein Forschungsprojekt der Hochschule München schafft erstmals effiziente und kostengünstige Kultivierung von kalkproduzierenden Bakterien. Dr. designatus Frédéric Lapierre entwickelte das Verfahren zur Vermehrung der Mikroorganismen im Rahmen seiner Promotion und begünstigt so den kommerziellen Einsatz von „selbstheilendem Beton“.
Sporosarcina pasteurii: So heißt das Bakterium, das durch seinen Stoffwechsel Calciumcarbonat, also Kalk, auf Oberflächen ablagern kann. Mischt man die Mikroorganismen direkt in den Beton, können sie Risse wieder schließen. Dieser „selbstheilende Beton” für Bauwerke ist bereits erfolgreich erprobt. Doch um ihn kommerziell einzusetzen, muss man große Mengen der Bakterien produzieren und das war bisher aufwendig und teuer. Im Rahmen seiner gerade abgeschlossenen Promotion hat Dr. des. Frédéric Lapierre ein effektive Kultivierungsverfahren entwickelt, um das Problem zu lösen.
Fünfmal mehr Bakterien
Die Hochdurchsatz-Kultivierungsplattform vermehrt bis zu 48 Bakterienkulturen parallel
Foto: Johanna Weber
In der Forschungsarbeit fand Lapierre unter anderem heraus, unter welchen Bedingungen sich die Bakterien besonders gut vermehren. Dafür setzte er eine Hochdurchsatz-Kultivierungsplattform mit Online Monitoring ein, mit der er vollautomatisiert und parallel 48 Bakterienkulturen in unterschiedlichen Nährmedien analysieren konnte. Die Methode erwies sich als hocheffizient und ermöglichte es rasch, die „erfolgreichsten“ Kulturen zu bestimmen. Damit entwickelte Lapierre ein einfach umsetzbares Verfahren, das die Produktion der Mikroorganismen um das Fünffache steigert – im Vergleich zu bisher gängigen Protokollen.
Effizient kultiviert, wirtschaftlich rentabel
In Beton gemischt können die Bakterien Risse durch produzierten Kalk wieder schließen
Foto: Johanna Weber
Mit dem effizienten Kultivierungsverfahren können Bakterien wirtschaftlicher für den Einsatz von „selbstheilendem Beton“ und anderer möglicher Anwendungsfelder produziert werden. Lapierre erläutert: „Durch die gesunkenen Herstellungskosten wollen wir einen wichtigen Beitrag zur Industrialisierung der Biozementierung schaffen, um nachhaltige Anwendungen in der Bauindustrie und der Umwelttechnik zu etablieren.“
Frédéric Lapierres Arbeit ist in das interdisziplinäre Forschungsprojekt „MicrobialCrete“ eingebunden. Dieses hat unter anderem das Ziel, neue biobasierte Baustoffe für die Bauwerksinstandsetzung und weitere bautechnische Anwendungen zu entwickeln. Beteiligt sind Forschende der Fakultäten für Wirtschafts- und Bauingenieurwesen der Hochschule München und drei Industriepartner. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Förderlinie FHProfUnt gefördert.
