Mit Nanotechnologie gegen Schlaglöcher
Straßenschäden durch Schnee und Eis belasten das kommunale Straßennetz. Eine Polymerdispersion mit Additiven auf Nanobasis könnte die Haltbarkeit von Straßen mindestens verdoppeln. Bei der Sanierung der Brennerautobahn hat sich das System bereits bewährt. Großes Interesse zeigt auch Russland. Dortige Universitäten kamen zu positiven Prüfergebnissen.
Die UEFA drückt aufs Tempo. Bis zum Sommer sollen die Stadien für die Fußball-Europameisterschaft 2012, die Polen und die Ukraine gemeinsam ausrichten, weitgehend fertig sein. Deshalb stehen im westukrainischen Lwiw (Lemberg) trotz des Winters Bagger und Kräne nicht still. Die Arbeiten gehen voran, das gilt auch für die Zuwege zum Stadion, das 33 400 Zuschauern Platz bieten wird.
Dank deutscher Nanotechnologie können Straßen und Wege sogar noch gebaut werden, wenn die Quecksilbersäule auf -12 °C in den Keller sinkt. „Das ist nur einer von vielen Vorteilen, die unsere Lösung aufweist“, freut sich Günther Gang, Aufsichtsratsvorsitzender der Münchener NanoSky AG.
Die Firma wurde Ende 2009 gegründet und ist auf Forschung, Entwicklung und Anwendung nanotechnologischer Verfahren spezialisiert, die insbesondere in den Bereichen Bau, Korrosions- und Brandschutz eingesetzt werden.
Zum Renner avancierte das patentierte Produkt Nanoterra soil (NTS), mit dem bereits die Brennerautobahn saniert wurde und das nun auch in der Ukraine helfen soll, die Vorgaben der europäischen Fußballunion zu erfüllen. So hat die staatliche ukrainische Baufirma Altkom nach positiven Tests an der Universität Kiew entschieden, das besondere Material aus Deutschland zu verwenden. Geplant sind zunächst Flächen von 200 000 m² rund ums Stadion.
NTS ist ein wasserlösliches, umweltneutrales und ungiftiges Polymeradditiv auf Butadien-Basis, dem nanoskalige Siliziumdioxidpartikel beigemengt werden. Wegen ihrer Größe und vor allem der extrem großen spezifischen Oberfläche sind diese Silikatteilchen in der Lage, stabile, watteartige und besonders feingliedrige Strukturen auszubilden, die das entstehende Bodengerüst unterstützen und dadurch die Festigkeit im Straßenunterbau ebenso wie in Tragschichten im Oberbau erhöhen.
Als Zusatz in Beton, Asphalt oder Wegebaumaterial füllt die Dispersion mit ihrer außerordentlich hohen Kriechfähigkeit selbst kleinste Poren mit dem Nanomaterial aus. Zudem geben die entstehenden Polymerketten dem Boden elastische Eigenschaften und wirken wasserabweisend.
Im Ergebnis sind derart behandelte Böden wegen der geringen Wasseraufnahme sehr beständig gegen Frost. „Die Benutzungsdauer entsprechend hergestellter Straßen vergrößert sich um den Faktor zwei bis fünf“, erklärt Wladimir P. Nosov vom Institut für Automobil- und Straßenbau an der Technischen Universität Moskau.
Kern des NTS-Verfahrens ist die Aufbereitung von Böden oder mineralischen Stoffen durch Homogenisierung unter Zugabe von hydraulischem Bindemittel (in der Regel Zement), Wasser und dem Nanoadditiv.
Bei bereits vorhandenen Straßen ist der Einbau besonders einfach: Auf den zu erneuernden Belag wird Zement trocken aufgestreut, eine Großfräse trägt die alte Decke dann ab. Zeitgleich wird ins Kurbelgehäuse der Fräse das in Wasser gelöste Polymeradditiv eingedüst.
„So wird die neue Mischung besonders gut homogenisiert, zudem dauert die Neuerstellung der Fahrbahnen weniger lang“, betont NanoSky-Vorsitzender Gang.
„Bauzeiten und Kosten sinken um 30 %“, bestätigt Paolo Duinella, Präsident der Brennerautobahn. Die wichtige Nord-Süd-Verbindung durch die Alpen ist die beste Referenz für NanoSky: Insgesamt 8 km wurden hier bereits 2006 mit dem Nanoverfahren saniert. „Obwohl der Einbau im Winter bei Temperaturen von bis zu -12 °C erfolgen musste und täglich bis zu 7000 Lkw die Strecke befahren, zeigen sich bis heute keine Schäden“, sagt Duinella.
Das NTS-Verfahren zeichnet sich nach Firmenangaben durch Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit nicht zuletzt deshalb aus, weil lokal verfügbare Materialien genutzt werden können – „egal, ob es sich um eine alte Tragschicht oder um Wüstensand handelt“, so Gang. Auf diese Weise lassen sich Ressourcen schonen und Transporte minimieren.
Als Ausgangsstoffe kommen viele Materialien von natürlichen Böden und Sand, über Lehm und Mergel bis hin zu Bodenaushub, Straßenaufbruch und Recyclinggut in Frage.
Vor diesem Hintergrund will auch die Gemeinde Kissing erstmals in Deutschland „Nanowege“ bauen. Weil Traktoren, Anhänger und Geräte immer größer und schwerer werden, kommt der Unterhalt von Feldwegen zunehmend teurer. NTS bietet hier eine kostengünstige Alternative.
„Vorhandenes Material kann komplett wiederverwertet werden, zudem ersparen wir uns unglaublich viele Lkw-Fahrten“, begründet Bürgermeister Manfred Wolf seinen Vorstoß, der nun noch im Haushalt von Kissing eingebracht werden muss.
Ob Autobahn, Stadionzufahrt oder Feldweg – NTS taugt für viele Aufgaben. Das haben die Universitäten von Moskau und Tyumen (Sibirien) in einem Vergleichstest mit zehn verschiedenen Lösungen aus fünf Ländern nachgewiesen, bei dem NTS am besten abgeschnitten hat. Aufgrund der klimatischen und geologischen Bedingungen hat Russland das Nanoadditiv aus Deutschland bereits zertifiziert – im Interesse von stabilen und winterfesten Straßen. Nach dem zweiten harten Winter in Folge hierzulande dürften die Anfragen aus Deutschland ebenfalls zunehmen. KLAUS JOPP
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