Teake Zuidema
- Zwavel als bindmiddel
- Niet voor de maan
Wie ooit een Marskolonie bouwt, is zo’n 60 miljoen km verwijderd van een betonfabriek. Een team van Northwestern University ontwikkelde daarom zwavelbeton op basis van Martiaanse grondstoffen om toekomstige bouwwerken op de Rode Planeet neer te kunnen zetten. Omdat water schaars is en cement op Mars ontbreekt, gebruikt men zwavel als bindmiddel en Martiaanse aarde als aggregaat.
Onderzoeker Gianluca Cusatis legt uit: ‘We smelten zwavel bij 130 °C en mengen het met aggregaat samengesteld aan de hand van NASA’s analyses van de Martiaanse bodem. Dit is voornamelijk een mengsel van siliciumdioxide en aluminiumoxide. Bij het afkoelen zetten we het onder druk om te voorkomen dat er holtes ontstaan door het krimpende zwavel.’
Zwavelbeton is niet onbekend op aarde. Shell haalt veel zwavel op bij olieboringen en verwerkt een deel hiervan tot Thiocrete, een bindmiddel voor beton. Omdat het bestand is tegen water en zuren is zwavelbeton geschikt voor toepassing in zout water en rioleringen.
Het team van Cusatis ontdekte dat een mix van 50 % zwavel en 50 % aggregaat van kleine deeltjes (tot 1 mm) een imponerende compressiesterkte opleverde van 50 MPa. Cusatis: ‘Deze buitengewone sterkte ontstaat door een chemische reactie van zwavel met het aggregaat.’ Dit beton zou ook zeer geschikt zijn voor toepassingen op aarde.
Omdat het zwavelbeton snel en gelijkmatig uithardt, is het volgens Cusatis geschikt voor 3d-printen. Hij oppert in het Amerikaanse tijdschrift Civil Engineering dat het mogelijk moet zijn robots naar Mars te sturen die daar met zwavelbeton en 3d-printers een kolonie kunnen bouwen.
Zwavelbeton is niet toepasbaar op de maan. Cusatis: ‘Onderzoek heeft aangetoond dat zwavel in een vacuüm gewoon uit het zwavelbeton verdampt. De atmosfeer op de maan benadert een vacuüm en daarom is het materiaal niet geschikt voor een maankolonie.’
