Бетон очень прочен и долговечен в идеальных условиях, но из-за его плохой влаго- и термостойкости со временем появляются трещины, которые приводят к разрушению бетонной конструкции и требуют постоянного и дорогостоящего обслуживания.
Методы замедления или предотвращения разрушения бетона могут не только продлить срок службы конструкций, но и помочь значительно сократить выбросы углерода. В качестве одного из решений этой проблемы исследователи из Университета Дрекселя недавно представили новый тип самовосстанавливающегося бетона с использованием биоволокон. Это «биоволокно», которое использует бактерии для заживления трещин по мере их образования.
Эти полимерные волокна не только действуют как физическое армирование, но также выполняют важную двойную функцию механизма самовосстановления. Волокна покрыты слоем гидрогеля, содержащего эндоспоры — спящие формы бактерий, выдерживающие экстремальные условия и возвращающиеся к жизни, когда условия становятся более благоприятными. Затем слой гидрогеля покрывается тонкой защитной полимерной оболочкой.
Когда влага попадает на бетон, содержащий биоволокно, гидрогель расширяется и разрывает оболочку. В то же время спящие бактерии пробуждаются и начинают питаться углеродом и кальцием в окружающем бетоне. При этом образуется карбонат кальция, цементирующий материал, который заполняет и ремонтирует трещины.
Исследователи говорят, что биоволокна могут устранить трещины в бетоне всего за один-два дня. Защитная полимерная оболочка надолго сохраняет жизнь микроорганизмам и сохраняет бетонную поверхность неповрежденной.
Ученые говорят, что предстоит еще много работы по разработке новых технологий, но уже ясно, что бетон с биоволокнами может помочь зданиям снизить потребности в обслуживании и выбросах углекислого газа в процессе производства.
фото: newatlas.com
