Бактерии помогут создать самовосстанавливающийся бетон

Новый исследовательский проект, начатый британскими учеными, направлен на создание самовосстанавливающегося бетона, который использовал бы собственную «иммунную систему», чтобы «залечить» внешние повреждения и предотвратить уменьшение прочности бетонных изделий. Бетонные конструкции могут существовать практически вечно, но если в них образуются трещины, то влага постепенно вызывает коррозию стальной арматуры и деградацию всей постройки. В содружестве с коллегами из Кардиффа и Кембриджа, исследователи из Университета Бата (University of Bath) работают над тем, чтобы «привлечь» бактерии к оперативному устранению трещин в бетоне.

Ученые разрабатывают бетонную смесь, которая будет сдержать в своем составе микрокапсулы с бактериями. Идея в том, что микроорганизмы будут «ждать своего часа», до тех пор, пока в бетоне не образуется трещина и им не станет доступна влага и кислород.

Вода даст бактериям возможность для развития. Продукт их жизнедеятельности известняк или кальцит постепенно затянет трещины и перекроет доступ влаге и кислороду, тем самым предотвратив коррозию арматуры.

В ходе исследований научный коллектив будет оценивать выживание различных видов бактерий в бетоне с течением времени. Для этого выдержанный определенный срок бетон будут разрушаться, измельчаться и изучаться в поисках сохранившихся микроорганизмов.

Самовосстанавливающийся бетон сможет значительно увеличить сроки службы конструкций, а также снизить расходы по обслуживанию и ремонту почти вдвое.

Считается, что на производство цемента приходится 7% всех выбросов СО2 в мире. Поэтому продление сроков службы бетонных зданий и сооружений приведет не только к экономическому эффекту, но и снизит воздействие промышленной деятельности на окружающую среду.

Доктор Ричард Купер (Richard Cooper), профессор кафедры биологии и биохимии рассказывает о предстоящей работе: «Цемент является щелочной средой, что делает его враждебным для бактерий. Мы будем оценивать различные виды микроорганизмов, чтобы найти тот, который способен образовывать обильные споры, и который выживет в этой среде. Работа также будет включать в себя поиски щелочно-толерантных изоляторов и тестирование их биологии и физиологии».

По мнению д-ра Купера, бактерии в бетоне будут играть двойную роль. В то время как их основное назначение устранение трещин, в процессе своей жизнедеятельности они будут потреблять кислород, что еще больше защитит стальную арматуру от коррозии.

О других сторонах проблемы сообщает доктор Кевин Пейн (Kevin Paine) с кафедры архитектуры и гражданского строительства: «По мере затвердевания бетон уплотняется, уменьшая размеры до того уровня, когда бактерии могут быть раздавлены. Мы разрабатываем ограждающие бактерии микрокапсулы, содержащие питательные вещества и лактат кальция, который бактерии будут перерабатывать для заполнения трещин в бетоне, когда появится вода».

Коллега д-ра Пейна доктор Эндрю Хит (Andrew Heath) подчеркивает, что самовосстанавливающиеся материалы особенно важны в ситуациях, когда ограничен доступ персонала для технического обслуживания конструкций. По его мнению, программа исследований поможет снизить стоимость сервиса и инфраструктуры.

{social}