nieuws

Materialen herstellen zichzelf

bouwbreed Premium

delft – Materialen die zichzelf herstellen passen goed bij algemene trends in de bouw, zoals design, construct and maintain. Het nationale Innovatief Onderzoeks Programma (IOP) wordt de aanjager van de ontwikkeling van self healing materialen.

Dat zei dr. A. Mol van TNO Built Environment and Geosciences op het eerste Nederlandse symposium over �self healing� materialen, georganiseerd door het �Delft Centre for Materials�. Samen met collega�s inventariseerde Mol de visie van de bouwwereld op de mogelijkheden van zichzelf herstellende materialen.” Het past bij de algemene trends in de bouw”, concludeert Mol uit zestien interviews met vertegenwoordigers van het bedrijfsleven, universiteiten en kennisorganisaties. “Bijvoorbeeld de trend naar integrale verantwoordelijkheid voor de hele levensduur van constructies. Onderhoud zou eigenlijk niet nodig moeten zijn. Vooral op plaatsen die moeilijk bereikbaar zijn, lastig te inspecteren of te repareren.”

Mol noemde als toepassing voor de bouw constructieve lijmen, bijvoorbeeld voor gevelpanelen van glas. “Vroeger werd onbewust ook gebruikgemaakt van zichzelf herstellende constructies. Neem een achttiende-eeuwse brug in Amsterdam. Het blijkt dat scheuren in het metselwerk zijn gevuld met calciet, gevormd door de mortel.” Eigenlijk was er sprake van een gebrek, dat in de praktijk een voordeel blijkt te zijn. Maar de nieuwe �self healing� materialen worden bewust ontwikkeld en toegepast.

Een voorbeeld gaf dr. M. Andersson van de Universiteit van Illinois. Polymeren kunnen worden voorzien van micro- en zelfs nanocapsules, gevuld met �healing agent�. Als zo�n capsule scheurt, reageert de inhoud met een in het materiaal opgenomen katalysator en vult de scheur. Het blijkt dat de levensduur van het materiaal langer is naarmate de �healing� vlotter verloopt, het materiaal momenten van rust krijgt en het materiaal nu en dan korte tijd extra wordt belast.

Microkanalen

“We proberen in plaats van capsules ook microkanalen te creëren, met een continue aanvoer van �healing agent�. Een van de toepassingen is de bescherming tegen corrosie door polymeer coatings”, vertelde Andersson. Zo�n coating zou in het geval van een beschadiging zijn originele eigenschappen kunnen herstellen.

Prof. S. van der Zwaag is voorzitter van het �Delft Centre of Materials�, dat het collectieve programma coördineert, waaraan 22 groepen van zeven faculteiten deelnemen. “Hier gaat iets nieuws gebeuren. Wij hebben ons ten doel gesteld een nieuwe klasse materialen te ontwikkelen, waarvan we de details nog niet kennen, maar wel de eigenschap dat zij �self healing� zijn.”

Een materiaal waarbij reeds gebruik gemaakt wordt van �self healing�-eigenschappen is beton. “Slechts zelden wordt al het cement verbruikt. Per saldo heeft het materiaal daarom een latent aanwezig vermogen om op latere tijdstippen te herstellen van opgelopen schade, mits aan bepaalde voorwaarden wordt voldaan”, zei prof. dr. ir. K. van Breugel van de TU Delft. Door het mengsel aan te passen en nieuwe mengsels te ontwerpen komt het zelfherstellend vermogen van beton beter tot zijn recht. Het materiaal is reeds met succes in de bruggenbouw toegepast.

Voor het Innovatief Onderzoeks Programma is 10 miljoen euro beschikbaar, verdeeld over de komende vier jaar. Het onderzoek richt zich op polymeren, metalen, beton, laminaten en composieten. Meerdere �self healing� materialen zullen worden ontwikkeld en getest. In het voorjaar van 2007 worden de eerste resultaten gepresenteerd op een internationaal congres in Noordwijk.

Reageer op dit artikel