Самовосстанавливающийся бетон: будущее строительной отрасли

Нидерландским ученым Хенком Джонкерсом был разработан биобетон – материал, который может восстанавливать собственные трещины. По словам Джонкерса, подобная идея пришла ему в голову во время работы с коллегой-технологом, который в тот период находился в поиске биологических решений по повышению безопасности этого стройматериала.

Как говорит, ученый, работающий в Делфтском техническом университете, проблема появления трещин в бетонных зданиях актуальна. С течением времени он твердеет, однако за счет этого в нем также появляются трещины. И изменение внешнего вида несущих конструкций и перекрытий здания – не худшее последствие данного процесса, ведь такой бетон начинает допускать протечки воды, которая может попасть на поверхность на каркасные стальные стержни, которые составляют основу любого бетонного сооружения. Если они будут повреждены из-за коррозии – деформации не избежать.

Джонкерс, работающий микробиологом, задумался о том, как создать самовосстанавливающийся бетон, который был бы лишен такого недостатка. В результате трех лет упорной работы ему и его командой был произведен прорыв – ученые нашли бактерии, которые не только способны выжить в окружении бетона, но и могут при деформации конструкции вырабатывать известняк, заполняющий пробелы в стенах.

Спасителями оказались палочковидные бактерии, которые выносливы, долго живут и питаются лактатом кальция, в результате переработки которого ими выделяется карбонат кальция, более известный как известняк. При этом для них не бывает помехой даже отсутствие влаги, ведь в отсутствие протечек бетон является крайне сухим материалом. Зато когда протечка поступает в пустоты – капсулы с лактатом кальция, включенные в состав такого бетона, растворяются, бактерии “просыпаются” и начинают вырабатывать известняковую породу.

“Мы видим перед собой современный бетон – симбиоз природы и стройматериала”, – утверждает Джонкерс. Он со своей исследовательской группой уже протестировал новую разработку в деле. Созданный материал послужил основой для возведения спасательной станции на одном из озер Нидерландов, и этот опыт его применения оказался успешным.

Изготовление биобетона очень похоже на производства бетона традиционного, за той лишь разницей, что в его состав добавляется особый “целительный ингредиент”. Он не активируется при смешивании и в дальнейшей эксплуатации, однако приходит в действие, когда трещины в конструкции заполняются водой.

Ученый говорит, что в ходе поисков он сталкивался с проблемами выбора бактерий и источника питания для них. Палочковидная бактерия была одним из нескольких вариантов – и именно она оказалась оптимальным, поскольку смогла жить в щелочной среде и откладывать споры, которые также проявили способность существовать на протяжении десятков лет без кислорода. Первым же испробованным питательным веществом был сахар, который не подошел по причине того, что с его добавлением бетон получился слишком слабым.

К счастью, ученые попробовали лактат кальция – и не прогадали. Помещенный вместе с палочковидными бактериями в капсулы, растворимые в воде, он стал подходящей для них пищей. После исчезновения оболочки, бактерии получают доступ к своей еде, начинают размножаться – и вырабатывать кальцит, или известняк. Джонкерс считает, что такой самовосстанавливающийся бетон может существенно повлиять на методики строительства уже в ближайшем будущем.