Как бактерии лечат бетон?

Бетон — это самый важный строительный материал. Это самый широко используемый материал на земле после воды. Если у бетона и существует недостаток, то это низкая прочность при растяжении, и поэтому мы добавляем сталь для производства железобетона.

В свою очередь, бетон защищает сталь от коррозии. Однако, бетонная трещина, впоследствии может открыть путь для вредных веществ, таких как хлориды, углекислый газ, кислород и вода, разрушающих арматурную сталь, вызвать коррозию, ржавчину и в конечном счете привести к разрушению бетона.

Трещины в бетоне это важная проблема, так как она касается ремонта, который может быть очень дорогостоящим — например, при поломках на автодорожных мостах.

Поэтому Университет Бат работает над созданием самовосстанавливающегося бетона в сотрудничестве с Кембриджским и Кардиффским университетами, при поддержке фонда Совета технических и физических научных исследований(СТФНИ).

Мы планируем “запечатывать” трещины сразу как только они появляются, используя бактерии, которые способны производить карбонат кальция (известняк)

Поразительно

И если нам удастся ввести их в трещины или вокруг предполагаемых трещин, известняк закупорит их.

Бетон — это очень агрессивная среда, и подходящие бактерии смогут выжить в этой агрессивной высокощелочной среде, которая одновременно является и источником известняка.

На данный момент мы разрабатываем в лаборатории три бактериальных культуры, которые хорошо растут в щелочных условиях. Они подходят для использования в бетоне, здесь вы можете видеть, как они растут в жидкой щелочной среде.

Она мутная, что указывает на то, что бактерии все таки растут в этой среде. Эти бактерии сейчас находятся в такой среде, которая содержит кальций, и именно наличие кальция и углекислого газа обеспечивает производство известняка, карбоната кальция.

Трещины в бетоне напитаны бактериями и пищей для них, которая содержит кальций, эти бактерии уже переработали кальций с углекислым газом, после чего в осадке остался кальцит, вы можете видеть, что трещина уже запечатана бактериями.

Если мы будем использовать самовосстанавливающийся бетон, который снизит потребность в ремонте, то мы сэкономим большое количество денег.

Этот способ также снизит нагрузку на окружающую среду — Стоит только вспомнить, сколько бетона производится, при изготовлении цемента необходимого для бетонных смесей
происходит около 5-7% выбросов углекислого газа в мире.

Производство бетона сократится, что снизит выбросы углекислого газа, производимые этой индустрией.

Бактерии не выживают в агрессивной среде и при производстве бетона.

Поэтому мы выбрали бактерии, которые производят споры.

Это стойкие долгоживущие бактерии: продолжительность жизни некоторых достигает 100 лет.

Нам известно, как выращивать их в среде, мы также можем разводить их в больших количествах, для того, чтобы использовать их в бетоне.

Проблема лишь в том, что им необходима защита в виде капсулы. И мы стараемся произвести разные виды капсул, чтобы защитить их от давления бетона, которое будет мешать бактериям получать еду, и которое при образовании трещины будет разрушать бактерии, производящие известняк.

Мы надеемся запустить испытание этого самовосстанавливающегося бетона в Ноябре.

В долгосрочной перспективе, мы ожидаем, что самовосстанавливающийся бетон станет специальным материалом, который будут использовать во многих важных постройках,
особенно в подземном или подводном строительстве, где нельзя обойтись просто ремонтом.

И мы надеемся, что в будущем самовосстанавливающийся бетон будет очень важным материалом в сфере строительства.