Самовосстанавливающийся бетон – разработка ученых из Нидерландов. Им удалось заставить бетон заполнять трещины в своей структуре при помощи бактерий. Хенк Джонкерс и Эрик Шланген из технического университета в Делфте разработали биобетон — материал, способный самоликвидировать трещины и разломы.
Бетон со временем становится тверже, но в нем образуются трещины. Они не только портят вид бетонной конструкции, но и повреждают ее, приводят к протечкам. Нарушается прочность и герметичность конструкций, распространяются вредные микроорганизмы. Если вода дойдет до стальных армирующих элементов, то конструкция может полностью разрушиться по причине их коррозии.
Три года Джонкерс с коллегами проработали над производством самовосстанавливающегося прототипа. Их главной целью было найти бактерии, способные выживать в бетоне.
Поскольку бетон является достаточно сухим материалом, необходимо было подобрать выносливую и долгоживущую бактерию. Выбор ученых пал на палочковидные бактерии. Они были упакованы в микрокапсулы вместе с пищей — лактатом кальция. Микрокапсулы имеют свойство растворяться при попадании воды в повреждения и высвобождать бактерии. Высвободившись, бактерии потребляют подготовленное питание, происходит химическая реакция, и как результат, появляется известняк и затягивает трещины.
Специфика производства самовосстанавливающегося бетона такая же, как и самого обычного, он также готовится и смешивается. Единственное отличие – это добавка в него капсул с бактериями. Во время перемешивания капсулы неизменны, их активирует вода, попавшая в повреждения бетона.
Выбор Джонкерса пал на палочковидные бактерии из-за их способности существовать в щелочной среде и производить споры, живущие несколько десятков лет не имея кислорода и питания. Именно это и нужно было для такого материала с высокой щелочной средой, как бетон, так как бактериям придется ждать годы до своей активации водой.
Помимо существования в среде бетона, бактерии должны давать материал для реставрации повреждений — известняк. Для его производства бактериям необходимо питаться. Эксперимент с сахаром в качестве питания не увенчался успехом, поскольку при добавлении сахара в производство получился мягкий бетон. Затем начались эксперименты с лактатом кальция, который не оказал негативного влияния и не снизил качество получаемого бетона.
Так, капсулы с бактериями и питательным ресурсом добавляются в раствор. В сухом бетоне они находятся в спячке в ожидании своей активации. При образовании трещин в бетоне, начинает просачиваться вода и расщеплять капсулы. Бактерии прорастают, множатся, питаются лактатом кальция. Следовательно, образуется известняк и постепенно восстанавливает повреждения бетона.
Местом испытания выбрали спасательную станцию в Нидерландах. Эксперимент дал положительные результаты. Трещины бетона действительно ликвидировались без участия человека. По словам ученых, им удалось соединить природу со строительным материалом.
