Testują beton, który sam się naprawi

Testują beton, który sam się naprawi

Fot. digi_guru/iStockphoto

Naukowcy testują beton, który - dzięki zawartości bakterii produkującej wapień - posiada zdolność do samonaprawiania drobnych pęknięć. Jeśli się powiedzie, nowy beton posłuży dłużej, niż tradycyjny, dając oszczędności na remontach i naprawach.

Beton jest jednym z najpowszechniejszych na świecie materiałów budowlanych. Mimo dużej uniwersalności jest jednak dość kruchy i podatny na pękanie. Z biegiem czasu obecne w nim szczeliny powiększają się na tyle, że zaczyna się korozja stalowych elementów zbrojenia, co szkodzi nie tylko estetyce budynku, ale też zagraża bezpieczeństwu konstrukcji.

Z tego powodu architekci, projektując budynek, przewidują dla niego zbrojenie większe, niż wymaga tego nośność konstrukcji. Przy wysokich cenach stali taka asekuracja znacznie podnosi jednak koszty budowy. Innym sposobem radzenia sobie z pęknięciami jest ich wypełnianie. Jeśli jednak powstają one na podziemnych (lub znajdujących się pod wodą) fragmentach budynku, naprawa bywa szalenie skomplikowana.

Naukowcy zwracają uwagę, że oprócz dużych pęknięć, jakie pojawiają się po dłuższym czasie używania, podczas zastygania betonu powstają w nim również mikroszczeliny. Na początku nie muszą one oznaczać pogorszenia jakości betonu. Normy przyjęte w branży producentów dopuszczają powstawanie pęknięć o szerokości ok. 0,2 mm. Problemy pojawiają się z czasem, gdy w drobne szczeliny wnika woda, zawierająca często agresywne związki chemiczne, które powodują dalsze, poważne niszczenie betonu.

Czytaj więcej Budują inteligentny samochód. Kiedy pokażą? Zespół naukowców tworzy sprzęt i oprogramowanie dla inteligentnych aut, sterowanych przez komputer. Za parę lat mają być codziennością na drogach. - Z powodów związanych z trwałością - aby poprawić czas przydatności całej konstrukcji - ważne jest to, by mikroszczeliny dały się naprawiać - zaznaczył mikrobiolog Henk Jonkers, cytowany na stronie BBC.

Wraz z ekspertem w dziedzinie technologii betonu, Ericem Schlangenem z holenderskiej politechniki w Delft, Jonkers wpadł na pomysł, by do mieszanki do przygotowania betonu dodawać (w postaci granulek) zarodniki nieszkodliwych dla ludzi bakterii z rodzaju Bacillus i potrzebne im do rozwoju składniki. Wybrane przez nich bakterie są w stanie przeżyć w silnie zasadowym środowisku, jakim jest beton.

Kluczowym składnikiem, niezbędnym do rozwoju i wzrostu bakterii, jest woda. W czasie suszy zarodniki bakterii pozostają uśpione. Do życia budzi je dopiero deszczówka, która przesiąka przez drobne pory betonu. Pod jej wpływem mikroorganizmy ożywają i zaczynają zużywać wmieszany uprzednio w masę betonową składnik odżywczy, mleczan wapnia, który jest jednym ze składników mleka. Produktem tej aktywności jest wapień.

Czytaj więcej 650 mln zł na grafen. Co jeszcze dofinansują? Środki z programu Graf-Tech mają być przeznaczone na badania przemysłowe, prace rozwojowe i przygotowania do wdrożenia innowacyjnych produktów opartych na wykorzystaniu grafenu. - W laboratorium dowiedliśmy, że w ten sposób udaje się naprawić pęknięcia o szerokości 0,5 mm czyli od 2 do 3 razy większe, niż szerokość dopuszczana przez normy - opowiada dr Jonkers. - Teraz wchodzimy w inny wymiar. Trzeba wyprodukować samonaprawiającą się domieszkę w ogromnych ilościach. Zaczynamy testy w terenie, na różnych typach betonu i konstrukcji. Chcemy zobaczyć, czy pomysł sprawdzi się w praktyce".

Przede wszystkim należy sprawdzić, czy bakterie i ich pożywka są na tyle wytrzymałe, by przetrzymać mieszanie betonu. Inżynierowie szacują, że ulepszony system będzie gotowy za około pół roku. Później zaczną się testy terenowe, z udziałem kilku firm budowlanych. Budynki z nowego rodzaju betonu będą monitorowane przez co najmniej dwa lata. Inżynierowie przyjrzą się, jak produkt zachowuje się w prawdziwych warunkach. Jeśli wszystko pójdzie dobrze, można będzie myśleć o próbie komercjalizacji produktu - mówią naukowcy z TU Delft.

Nawet jeśli dodatek zapewniający samonaprawę betonu podniesie jego koszt o 50 proc., związane z tym podrożenie kosztów całości budowy przekłada się zaledwie na dodatkowe 1-2 proc. Tę podwyżkę zrównoważy większa trwałość obiektu - sugeruje dr Jonkers.

przemysł, technologie, laboratorium, beton
PAP
Czytaj także
Polecane galerie
Jacek28543
83.17.15.* 2012-11-30 11:19
Elementy konstrukcji projektowane są z uwględnieniem czynników korozyjnych.
Odpowiednie zbrojenie elementu zapewnia określoną szerokość rozwarcia rys i tym samym ochronę przed tymi czynnikami.

A to czy ten beton będzie stosowany czy nie zależy tylko i wyłącznie od projektantów konstrukcji.
Architekci jak słyszą żelbet to truchleją w sobie bo zwykłej belki żelbetowej nie są w stanie po swych wydumanych studiach właściwie zaprojektować.

Zbrojarz co zbroi te elementy 5 lat zrobi wam to pewniej niż architekt. On po prostu zna już na pamięć średnice prętów.
djm_pn
213.184.4.* 2012-11-25 22:38
Zarodniki bakterii to dość rażące. Powinno być: przetrwalniki.
inżynier203
193.238.180.* 2012-11-04 19:39
WAŻNA POPRAWKA DO ARTYKUŁU
ARCHITEKT PROJEKTUJE WYGLĄD
KONSTRUKTOR ZAŚ KONSTRUKCJĘ W TYM ŚCIANY

tak na marginesie nie tylko spękania powodują korozję zbrojenia, np.:
1. może być wynikiem prądów wzbudzonych w zbrojeniu,
2. zmianą kwasowości środowiska - karbonatyzacją, ...

,a co z karbonatyzacją betonu, jak bakterie przetrwają zmianę środowiska z zasadowego na kwaśne, ciekawe czy sprawdzili?
Zobacz więcej komentarzy (6)