Изучение бактерии для защиты бетона
Технологии

Помогут ли бактерии получить сверхпрочный бетон?

Человек, который начинает изучать мир бактерий, быстро понимает, что они способны практически на всё – пожирать пластик, генерировать электричество, входить в состав самого мощного в мире клея и даже служить гарантией прочности мостов и небоскребов. О последнем пункте мы и поговорим сегодня. А конкретно о необычной, где-то даже удивительной связи между бактериями и бетоном.

Вы сейчас сильно удивитесь, но бетон занимает второе место по объёму использования человечеством. Впереди – только вода. И это, естественно, даёт представление о том, как много всего мы строим. Бетон – это чаще всего смесь цемента, воды и заполнителей, вроде песка или гравия. После застывания это очень прочный материал, однако со временем в нём начинают появляться трещины. Затем в них попадет вода, которая, превращаясь в лёд, ещё сильнее расширяет их. Также она подвергает коррозии стальную арматуру, которая укрепляет залитую конструкцию. Поэтому бетон нуждается в уходе и обслуживании. Однако проблема здесь в том, что это очень дорогостоящая и трудоёмкая работа. А теперь представьте себе гигантскую бетонную плотину или хранилище опасных материалов, сделанное из того же материала. Страшновато, не правда ли, если всё это треснет напополам? Также не следует забывать о том, что производство цемента – это около девяти процентов выбросов в атмосферу углекислого газа, поэтому любой дополнительный нормативный расход бетона на замену, усиление или ремонт конструкций таит опасность для окружающей среды.

Бетон восстанавливается с помощью бактерий
Бетон восстанавливается с помощью бактерий

Учёные долгие годы пытались решить эту проблему, создав бетон, который будет “лечить себя сам”. И именно для этого им оказались нужны бактерии. Не так давно исследователи изучили дно озер вулканического происхождения в поисках организмов, способных выживать в экстремальных условиях. Там они нашли несколько видов бактерий, которые, как может показаться, просто созданы для бетона. Они настолько непритязательны, что живут в щелочной среде с уровнем рН выше 7. Это довольно высокий показатель – человек, например, обожжёт кожу, если попробует засунуть туда, допустим, руку. Однако для бетона это очень хорошо, так как у него тоже довольно высокий pH. Но это не самое замечательное их свойство. Гораздо важнее то, что некоторые из этих бактерий выделяют кальцит – минерал, который входит в состав бетона. 

Несколько групп учёных изучали эти микроорганизмы с 2006 года, и им удалось придумать, как использовать эти полезные свойства. Они предложили поместить бактерии в биоразлагаемые пластиковые пузырьки или крошечные глиняные гранулы, снабдив их при этом некоторым количеством лактата кальция в качестве пищи. Затем эта добавка должна вводиться в жидкий раствор. До той поры, пока с бетоном всё в порядке, бактерии спят в своей каменной тюрьме. Но как только образуется трещина, просочившаяся вода растворяет капсулу, пробуждая микроорганизмы. Голодные бактерии начинают пожирать лактат кальция, выделяя кальцит, который связывается с бетоном и заполняет трещину. Микробы снова “запечатываются” внутри и погружаются в сон до образования новой трещины. Что мы имеем в результате? Самовосстанавливающийся бетон!

Бактерии защитят бетон от разрушения
Бактерии защитят бетон от разрушения

Эксперименты показали, что бактерии могут восстановить более 90% изначальной прочности материала. Что просто удивительно. Проблема только в том, что это очень дорогая технология, и вы при всём желании не найдёте соответствующие пузырьки и гранулы в магазинах стройматериалов своего города. Эксперты считают, что их разумнее использовать там, где техническое обслуживание опасно и крайне неудобно, например, в подземных хранилищах радиоактивных отходов. Исследователи, тем временем, продолжают работу, пытаясь удешевить технологию – например, с помощью замены дорогостоящего лактата кальция на сахаросодержащую “пищу”. Один научный коллектив даже разрабатывает наполненную бактериями жидкость, которую можно распылять на обычный бетон, а не вводить заранее в его состав. Так что, возможно, уже в ближайшем будущем микробы будут повсеместно стоять на страже прочности построенных людьми зданий, мостов и плотин.

Text.ru - 100.00%

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector