Микробиолог разработал самовосстанавливающийся бетон

Голландец Хенк Джонкерс из Делфтского технического университета создал мечту эксплуатационщиков и ночной кошмар ремонтных компаний - систему, позволяющую автоматически заделывать трещины в бетоне. В итоге, у первых меньше головной боли, у вторых - отсутствие работы.

8b3a5e481a563576f67572247c49561d.jpg

При изготовлении в качестве одного из ингредиентов материала используют капсулы, содержащие бактерии и питательные вещества. В обычном состоянии бактерии неактивны. После того как в бетоне появляется трещина, поступающая внутрь вода растворяет капсулы и вызывает бактерии к жизни. В процессе жизнедеятельности они вырабатывают известняк, который закупоривает трещины. 

Бетон используется в качестве строительного материала уже более 6000 лет, со времён Древней Месопотамии. И до сих пор он – самый популярный строительный материал, позволяющий быстро возводить здания различных форм, и даже использовать для этого технологии 3D-печати. 

c2b1910137e53af693bd2f330503c6c1.jpg

Недостаток бетона в том, что со временем в нём появляются трещины. Когда внутрь через них проникает вода, арматура ржавеет и конструкция теряет прочность. Зимой замерзающая в трещинах вода расширяет их и ускоряет процесс износа. Сейчас с этим борются, используя различные покрытия и пропитки, и добавляя лишнюю арматуру в попытках уменьшить нагрузку на бетон.

И всё равно, рано или поздно приходится проводить долгий и дорогостоящий ремонт бетонных строений. А строения, находящиеся, например, под водой, или хранящие внутри вредные материалы (ядовитые отходы производств, радиоактивные отходы) вообще очень сложно или невозможно ремонтировать.

4772bae575c8167984c0f2a92ea69fb6.jpg

В 2006 году строитель-технолог обратился к микробиологу Джонкерсу с вопросом, нельзя ли приспособить бактерии для создания самовосстанавливающегося бетона. Ему удалось решить эту задачу за три года, и вызвало определенные сложности. Бактерия должна выживать в очень жёсткой среде – бетон похож на камень, он сухой, и к тому же он очень щёлочной. И на этом "курорте" бактерии как-то нужно выжить в течение многих лет.

Джонкерс обратился к бактериям рода бацилл, которые могут существовать в щёлочной среде, а их споры десятилетиями выживают без еды и воды. Оставалось только обеспечить им питание. Простой сахар уменьшил бы прочность бетона. После долгих поисков было решено использовать лактат кальция, и заключить бактерий вместе с их едой в капсулы из биоразлагаемого пластика. 

c2db54277ec321345fd6fdb58d76a3de.jpg

Вода, попадающая в щели, растворяет пластик, и бактерии начинают размножаться, кушать лактат кальция и вырабатывать известняк. Поскольку этот процесс происходит в тех местах, где появились трещины, известняк закрывает их, предотвращая дальнейшее разрушение бетона.

Это изобретение может открыть новую страницу в строительстве, позволяя строить здания, мосты и другие сооружения, которые будут стоить дешевле в строительстве, потребуют гораздо меньше ремонта и прослужат гораздо дольше.

ae810654061f96b83cd8284864c1040f.jpg

Комментарии