Automatische „Wärmflasche“ für Beton: Phasenwechselmaterial verhindert Schnee und Eis

Auf dem Campus der Drexel University in Philadelphia im US-Bundesstaat Pennsylvania befinden sich drei gerahmte Betonplatten der Maße 72 mal 72 Zentimeter. Angeschlossen sind Kabel und Messgeräte, ansonsten sind sie völlig unscheinbar, außer im Winter, wenn es schneit oder Eisregen geht nieder. Auf zwei der drei Platten bleibt weder Schnee liegen noch bildet sich Eis, im Gegensatz zur dritten. Die ist nämlich aus normalem Beton, während die anderen eine Heizung in sich tragen, die bei einer Temperatur von wenigen Grad Celsius unter Null anspringt.

Paraffin sorgt für Wärme im Beton

Eine Strom- oder Gasversorgung, die die Wärme erzeugt, sucht man allerdings vergebens. Die Platten erwärmen sich scheinbar von ganz allein. Was wie ein Wunder anmutet ist reine Technik. In das Gemisch aus Sand, Zement und Kies hat das Team um Amir Farnam, Professor für Bau- und Umweltengineering, im ersten Versuch Paraffintropfen eingebracht, ehe sie Wasser hinzufügten, um den Beton anzurühren und zu einer Platte zu gießen. Im zweiten Versuch waren es statt der Paraffintropfen paraffingefüllte Mikrokapseln.

Machtlos gegen starken Schneefall

Paraffin ist ein so genanntes Phasenwechselmaterial. Bei Temperaturen über Null Grad ist es flüssig. In dieser Phase speichert es Umgebungswärme. Wird es kälter und der Nullpunkt kommt in Sicht verfestigt sich das Material und gibt die gespeicherte Wärme ab. Der Beton erwärmt sich dadurch für bis zu zehn Stunden auf 5,5 bis knapp 13 Grad Celsius, Temperaturen, denen weder Schnee noch Eisregen etwas entgegenzusetzen hat. Bei starkem Schneefall reicht die Wärme allerdings nicht aus, um die Oberfläche freizuhalten, ebenso nicht bei Dauerfrost. Egal in welcher Form das Paraffin eingebracht worden ist: Die Platten zeigten das gleiche abweisende Verhalten gegenüber Eis und Schnee.

Einsparung von Milliardenkosten

Farnam sieht den Vorteil seines selbsterwärmenden Betons nicht nur darin, dass er typische Glatteisunfälle verhindern kann. Mindestens ebenso wichtig sei die Einsparung von Kosten in Milliardenhöhe, sollten Aus diesem Material im großen Stil Straßenbeläge hergestellt werden. Denn diese leiden unter dem Wechsel zwischen Frost und Tauwetter. Es bilden sich Risse und letztlich Schlaglöcher. „Das lässt sich verhindern, indem die Temperatur der Straßenoberfläche im Winter meist über Null Grad gehalten wird“, so Farnam.

Teile den Artikel oder unterstütze uns mit einer Spende.