Muren die na een scheur vanzelf weer dichtgroeien. Het klinkt als een scène uit de populaire Netflix-serie Stranger Things, maar aan de TU Delft werkt ingenieur Maria Belen Gaggero aan precies dát.
In de kelder van de faculteit civiele techniek en geowetenschappen van de TU Delft staat de Fog Room. De ruimte huisvest een stuk of tien gemetselde muurtjes in een kunstmatige wolk van 95 procent luchtvochtigheid. Onderzoeker Maria Belen Gaggero wijst een scheur aan in een van de muurtjes. Aan weerskanten zitten kleine kristallen. ‘Daar is de scheur al aan het helen’, zegt ze, terwijl de waterdruppels in haar haar blijven plakken.
Boven, in het enorme Stevin ll-lab waar onder andere grote brugonderdelen worden getest, laat ze zien waaraan ze de afgelopen zes jaar heeft gewerkt: zelfhelend metselwerk.
Kalkmortel, dat traditioneel tussen de bakstenen in een muur zit, is minder sterk dan de bakstenen zelf. Door aardbevingen, zware voorbijrijdende vrachtwagens of zelfs temperatuurvariaties ontstaan er scheuren in de mortel. Die verzwakken de constructie en laten water door, dat zelf ook weer schade veroorzaakt. Historische monumenten moeten mede daardoor elke dertig tot vijftig jaar worden gerenoveerd, een dure grap. De zelfhelende mortel kan, zoals de naam al zegt, deze renovatie deels zelf uitvoeren.
De stars of the show zijn kleine korrels die op zand lijken. Het zijn eigenlijk capsules, waarin bacteriën en hun voedingsstoffen zitten, legt Gaggero uit. Na blootstelling aan water worden de bacteriën wakker en beginnen ze te eten. Daarbij ‘poepen’ ze calciumcarbonaat uit, hetzelfde stofje dat de stevige binding in kalkmortel in gang zet. Tijdens het mengen van mortel kan een metselaar het poeder gewoon toevoegen. Als er door een scheur water in het muurtje loopt, vullen de bacteriën die dus vanzelf weer op, zonder dat er nog een metselaar aan te pas hoeft te komen.
Het idee is niet nieuw en wordt nu zelfs al door een spin-off van de TU Delft commercieel toegepast bij beton. Het enige verschil: bij beton is calciumcarbonaat niet de bindende stof, waardoor de ‘lijm’ minder sterk is dan het originele bouwwerk. Gaggero’s copromotor vermoedde dat het ook zou kunnen werken bij mortel, wat naast de bestanddelen van beton uit kalk en water bestaat. Ze begon met balkjes van zelfhelend mortel, brak die en keek of ze weer dichtgroeiden. ‘Dat dat lukte, was een van de beste momenten uit mijn onderzoek.’
Daarna testte Gaggero bakstenen, eerst slechts twee aan elkaar, door haarzelf gemetseld. Toen dat werkte, stapte ze over op hele muurtjes, gemetseld door een professional. ‘Die zullen uiteindelijk de innovatie gaan gebruiken. Hij merkte geen verschil tijdens het metselen, dus dat is al een goed teken.’
Een manshoge machine maakte scheuren in de muurtjes, die nu staan te helen in de Fog Room. ‘De constant hoge luchtvochtigheid is niet echt realistisch voor Nederland, maar we hebben al eerder getest dat wisselen tussen nat en droog ook werkt.’ Dat is een stuk representatiever voor Nederland, met zijn regenbuien. Omdat de bacteriën water nodig hebben, werkt zelfhelend mortel alleen op buitenmuren.
De volgende stap is het herstellen van een flinke muur – eerder met gewoon mortel gebouwd – volgens een standaardmethode voor gevelrenovatie. ‘Daarbij slijpen we de buitenste 2 centimeter van de mortel weg en vervangen die door zelfhelende mortel. Dat is ook een van de toepassingen die we voor ogen hebben.’
Sandra Lucas, universitair hoofddocent in de autonome productie van bouwmaterialen bij de TU Eindhoven, is nog sceptisch over het commerciële succes. ‘Zelfhelend beton bestaat al jaren, maar het wordt niet op grote schaal toegepast.’ Ze denkt dat dit komt door een combinatie van extra kosten en een conservatieve cultuur in de bouwindustrie. Maar toch: ‘Ik zie wel potentie voor de renovatie-industrie in de mortel, voor die sector vind ik het een goed idee.’
Voordat het in de praktijk wordt toegepast, willen Gaggero en haar team meer onderzoek doen. ‘Er zijn veel variabelen om rekening mee te houden.’ Een daarvan is tijd, het herstel doet zich niet onmiddellijk voor. De hoge luchtvochtigheid versnelt het proces, maar zegt weinig over hoe het metselwerk zich jarenlang houdt in weer en wind. ‘We willen dat wel zo goed mogelijk uitzoeken, zeker voordat we dit op historische gebouwen toepassen.’ Ook wil ze zeker weten dat de extra toevoeging geen nadelige effecten heeft op de bestaande muur.
Maar mocht u in de toekomst langs een historisch pand lopen en het idee hebben dat de scheuren in het mortel spontaan kleiner zijn geworden: dat is geen special effect uit Stranger Things, maar begon toch echt hier in Delft, bij een Argentijnse promovenda met werkschoenen met stalen neuzen, in een mistig lab vol gemetselde muren.
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant