Yoga macht fit für den Arbeitsplatz

Faserverstärkte zementäre Baustoffe finden wachsendes Interesse in der Bauindustrie, da durch Faserzusätze die geringe Zugfestigkeit von unbewehrtem Beton verbessert werden kann. Speziell Carbonfasern verbinden die Vorteile von geringer Dichte und hoher Korrosionsbeständigkeit mit hervorragender Festigkeit. Aufgrund ihrer hohen Herstellungskosten werden sie bisher aber nicht in größerem Maßstab in Betonbauteile eingebracht. Ein neues Verfahren, das es möglich macht, mit relativ geringem Carbonfaser-anteil und damit kostengünstig eine enorme Festigkeit des Betons zu erreichen, haben Augsburger Chemiker jetzt im Journal „Cement and Concrete Research“vorgestellt. Ausgangspunkt ihrer Überlegungen war, dass beim Gießen von faserbewehrtem Beton in Formen oder Schalungen die Ausrichtung der Fasern stets zufällig ist. Da jedoch tragende Strukturen von Gebäudekonstruktionen meist nur in einer Richtung belastet werden, bleibt bei einer regellosen Orientierung der Fasern in alle drei Raumrichtungen ein großer Teil ihres Potenzials für eine Festigkeitssteigerung ungenutzt. Vorbild Natur Die Frage war also, wie es gelingen könnte, alle Fasern parallel zu den Kraftlinien auszurichten, die auf das Werkstück einwirken. „Ein Vorbild, das uns hier die Natur liefert, ist das Hartgewebe von Säugetierknochen, dessen Aufbau an stark belasteten Stellen durch ausgerichtete Collagenfasern passend verstärkt wird“, erläutert Projektleiter Prof. Dr. Dirk Volkmer. Seit Jahrzehnten werde versucht, diese Strategie Düsen statt gießen Die Augsburger Wissenschaftler verfolgten nun einen neuartigen Ansatz, der das typische Gießen der Mörtelmischung in Schalungen durch ein Verfahren ersetzt, bei dem die Faser-zementmasse durch eine enge Düse gepresst wird. Sie fanden heraus, dass durch eine entsprechende Anpassung des Düsenquerschnitts eine Vorzugsausrichtung der Fasern erzwungen werden kann. „Mit unserem ‘Düsenverfahren’ konnten wir Betonproben mit einem Volumenanteil von nur 3 % gerichteter Carbonfasern herstellen, deren Biegezugfestigkeit bis zu 15 Mal höher ist als diejenige einer Betonprobe ohne Stahlbewehrung“, berichtet Volkmers Mitarbeiter Manuel Hambach und fügt hinzu: Zur Synthese von keramischen Kristallen sind meist aufwendige Verfahren mit einer Reihe von Festkörperreaktionen oder mit Gasphasentransport notwendig. Für Lithium-iridat, das aufgrund seiner vorhergesagten außergewöhnlichen magnetischen Eigenschaften aktuell von großem Interesse für die Festkörperforschung ist, war keine der etablierten Methoden erfolgreich, und das entsprechende Fehlen von Einkristallen verwehrte den Forschern wichtige Erkenntnisse über dieses Material. Nur hinreichend große Einkristalle nämlich erlauben die Bestimmung der magnetischen Struktur. Lithium-iridat zählt zu den verheißungsvollen Kandidaten für die Realisierung einer neuartigen, nach dem Physiker Kitaev benannten magnetischen Wechselwirkung, die ihrerseits erhebliche Bedeutung für die Realisierung von topologischen Quantencomputern haben könnte. „Wenn alle Versuche auf etablierten Wegen scheitern, sind neuartige unkonventionelle Ideen gefragt“, sagt Philipp Gegenwart. An seinem Augsburger Lehrstuhl für Experimentalphysik VI/EKM ist es der Nachwuchsgruppe um separierten Ausgangsmaterialien erfolgt und die fortlaufende Bildung der Kristalle durch ein Konzentrationsgefälle zwischen den Reaktionsgasen ermöglicht. „Das unterscheidet unsere Technik grundlegend von der etablierten Methode des ‘normalen’ Gasphasentransports, bei der das Material in einer ganz speziellen Atmosphäre in einem abgeschlossenen Volumen durch einen Temperaturunterschied transportiert wird, wobei sich die Kristalle dann am kältesten Punkt des abgeschlossenen Volumens bilden“, erläutert Jesche. „Dass wir auf diesem neuen Weg bereits die magnetische Struktur von Lithium-iridat entziffern konnten und auf weitere interessante Eigenschaften dieses Materials gestoßen sind, ist fraglos ein beachtlicher Erfolg“, resümiert Gegenwart. Besonders hervorzuheben sei aber, dass sich mit der neuen Methode eben keineswegs nur α-li2iro3 Kristalle synthetisieren lassen. „Nachdem wir mittlerweile auch Einkristalle verwandter Materialien herstellen konnten, sind wir davon überzeugt, dass sich unsere Methode erfolgreich auf eine Vielzahl weiterer Verbindungen wird anwenden lassen.“ für die eigene Gesundheit zeigen sich signifikant positive Veränderungen. Gleiches gilt für die psychische und körperliche Gesundheit – auch nachdem die regelmäßigen Yogastunden nicht mehr angeboten wurden. „91 Prozent geben an, Inhalte des Yogas bereits in ihren Alltag übertragen zu haben. Dies unterstreicht, dass unser Ansatz nachhaltig ist. Dafür sind nicht zuletzt die Maßnahmen im Nachhaltigkeitsmodul wichtig.“Die Kontrollgruppe zeige, berichtet Prof. Dr. Brandl-bredenbeck, in nahezu keiner Dimension eine Veränderung und teilweise eine leichte Verschlechterung. Auf Grundlage der Ergebnisse des Projekts werden nun Empfehlungen für die Universität Augsburg aber auch für andere Hochschulen und Betriebe – entworfen.

biomimetisch nachzuahmen. „Wir konnten zugleich nachweisen, dass durch diese immense Steigerung der Biegezugfestigkeit die Druckfestigkeit nicht beeinträchtigt wird.“Volkmer sieht in diesem ersten zementären Baustoff, der über eine höhere Biegezug- als...

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