Вчені створили бетон, який самостійно відновлюється за рахунок бактерій

Багатоповерхівки, мости, футбольні стадіони або бруківка — майже всі міські споруди сьогодні будують з бетону. За даними вчених, щорічно у світі використовується близько 7 мільярдів тонн бетону, що складає близько 2500 кг на одну людину. Проте популярний будівельний матеріал не є досконалим: під навантаженням утворюються тріщини, крізь які проникає вода і пошкоджує сталь усередині. Внаслідок руйнування тримальних елементів можуть виникнути проблеми з безпечністю конструкції. Крім того, бетон є шкідливим для клімату. У процесі виготовлення цементу, одного з головних компонентів бетону, карбонат кальцію перетворюють на оксид кальцію, що супроводжується виділенням парникового газу СО2. Взагалі цементна промисловість спричиняє до 10% глобальних емісій СО2. Тому вчені шукають шляхи усунення цих недоліків матеріалу.

Мікробіолог Хедрік Джонкерс (Hendrik Jonkers) із Делфтського технічного університету (Technische Universiteit Delft) розробив бетон, якому бактерії надають здатність до самовідновлення. Європейська патентна організація номінувала нідерландця за інновацію на  Європейську премію за винахід 2015.

Бактерії – це не лише звичайні збудники хвороб. "Близько 99% усіх бактерій корисні", - пояснює Джонкерс. "Бактерії регулюють більшість природних процесів". З 1999 року вчений почав досліджувати роль бактерій у зміні клімату. Вже при Інституті морської біології ім. Макса Планка у Бремені він досліджував Bacillus cohnii та Bacillus pasteurii – мікроби, які зробили можливим винахід самовідновлюваного бетону. Ці бактерії в змозі створювати основний компонент бетону - вапняк. Вони надають перевагу бетоноподібному лужному оточенню з рівнем  pH 12-13. Бактерії також утворюють спори - стан спокою, у якому мікроби можуть знаходитися протягом 200 років і стають активними лише при контакті з водою.

У 2006 році Дельфтський технічний університет стартував нову науково-дослідну програму з метою надання функції самовідновлювання таким матеріалам, як пластик, кераміка і бетон.  Тоді Джонкерс поєднав досвід у сфері мікробіології з будівельною інженерією і домішав "свої" бактерії до бетону, щоб вони закрили вапном тріщини. Згодом Делфтський технічний університет заснував фірму, щоб розпочати збут бетонних продуктів, які розробив учений.

Свій диво-цемент Джонкерс отримав шляхом домішування традиційної бетонної суміші з цементу, гравію, піску, води, бактерій і корму для мікроорганізмів. "Ми довго шукали корм, який би не пошкоджував бетон", - розповідає вчений. Нарешті він визначив, що такою  речовиною є лактат кальцію. Усе інше, що охоче споживають бактерії, пошкоджує бетон. Проблеми створювала також вода, яку додають при замішуванні цементу. Щоб бактерії не активізувалися відразу після замішування, учений помістив  їх спори та корм усередину покритих шаром часток.


У той час як кубічний метр звичайного бетону коштує 80 євро, самовідновлюваний бетон коштує 85-100 євро. "Це підвищення ціни швидко окупиться, тому що можна буде заощадити великі суми на обслуговуванні, ремонті або заміні. Крім того, підвищується строк служби конструкції", - пояснює вчений.

Дженкерс і його команда вже представили три продукти, які містять бактерії: самовідновлюваний бетон для нових конструкцій, будівельний розчин для ремонту пошкоджень і спрей для незначних тріщин.

Будівельний матеріал нового типу вже успішно витримав перші  випробування. Винахід має потенціал для скорочення коштів на технічне обслуговування мостів, тунелів і опорних стін, яке тільки у країнах Європейського союзу становить 4-6 мільйонів євро на рік. 

Зараз вчений працює над створенням нового типу бетону. Збагачений поживними речовинами він має сприяти наростанню моху, лишайників і рослин. Цей бетон зможе не тільки відфільтровувати пил з повітря вздовж вулиць, але й перетворити похмурі міські ландшафти на зелені оазиси.

Якщо Ви помітили орфографічну помилку, виділіть її мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Новини по темі:

comments powered by Disqus
Система Orphus
Щотижнева
e-mail розсилка