Die Erforschung und Entwicklung von multifunktionalen Materialien für die Baubranche gehört zur langen und erfolgreichen Tradition der Empa und wird auch künftig eine wichtige Rolle spielen. Beispiele für Forschung und Patentanmeldungen von Empa-Mitarbeitenden sind neue holzbasierte Materialien mit erweiterten oder verbesserten Eigenschaften in Hinblick auf Brandhemmung, Dimensionsstabilität, Resistenz gegenüber Mikroorganismen, Wasser oder UV-Licht, u.a. Des Weiteren wurden innovative Spannmaterialien für Konstruktionsbeton entwickelt: Damit können mithilfe von eisenbasierten Formgedächtnislegierungen tragende Betonteile zur Verstärkung und Modernisierung von Brücken, Tunneln und Gebäuden in situ vorgespannt werden. Und dank der Neuentwicklung von langlebigen Quellbetonarten lassen sich nicht metallische Armierungen in Betonfertigteilen nunmehr zu niedrigeren Verarbeitungskosten und mit geringeren Umweltbeeinträchtigungen (zum Beispiel CO2 Emissionen) vorspannen. Numerische Werkstoffmodelle dienen dabei der effizienten Konzeption neuer Systeme und nehmen einen zentralen Platz in der Forschung der Empa ein.

Verarbeiten einer vorgespannten, armierten Karbonfaserplatte mit selbstverdichtendem Beton.

Eines der Hauptziele des Moduls «Materialien» ist es, Baustoffe umweltfreundlicher zu machen. Dazu werden mehrere innovative Ansätze verfolgt, wie beispielsweise die drastische Reduktion von Zementklinker in Beton durch eine Kombination von mineralischen Zusatz- und Füllstoffen, während gleichzeitig die Packungsdichte und das Fliessverhalten optimiert werden.

Einen weiteren Schwerpunkt bilden recycelte, wiederverwendete, marginale und alternative Baumaterialien. Das ökologische Potenzial und die Einsparmöglichkeiten des Recyclings sind immens, wie das Beispiel Strassenbeläge zeigt. Hier zielt der Forschungsschwerpunkt darauf ab, die Langlebigkeit solcher recycelten Beläge zu verbessern.