Регенерация бетона — или новый виток эволюции строительства



Природная сила и красота
Природная сила и красота

С тех пор, как почти 2000 лет назад был построен римлянами Колизей, бетон стал использоваться повсюду. На некоторое время он ушел в забвение, но сейчас более 70% построек во всем мире возведено именно из этого материала.

Только в прошлом году Китай использовал при строительстве больше объема железобетона, чем США за прошедшее столетие. Такая неумолимая жажда строительства из бетона открывает новые горизонты в его исследовании, давая ученым возможности создавать более совершенный материал.

Какой бетон нужен сегодня

Бетон, нуждающийся в ремонте
Бетон, нуждающийся в ремонте

Не смотря на свою запредельную прочность, бетон подвержен появлению трещин. Через них влага беспрепятственно попадает внутрь несокрушимого бетонного тела, вызывая коррозию арматуры, потихоньку съедая и саму прочность бетона. Со временем, он превращается в хрупкий материал, который просто выкрашивается из общей конструкции.

На начальном этапе разрушения железобетонных конструкций, этот процесс можно остановить, произведя его «грамотный» ремонт, на что уходят большие трудовые и денежные ресурсы. К тому же не всегда можно вовремя заметить такие микро−разрушения. Зачастую становится поздно производить какие−либо работы.

Разве с этим можно что−то сделать? Задавшись этим вопросом, голландский ученый Хенк Джонкерс нашел на него ответ, даря вечную жизнь бетону. Проведя три года в упорных трудах, он использовал природную силу регенерации и просто «вживил» ее в бетон, придавая ему функции самовосстановления.

Изменение «генетики» — или в чем суть самовосстанавливающегося бетона

Хенк Джонкерс с образцом «чудо−бетона»
Хенк Джонкерс с образцом «чудо−бетона»

Как рассказывает Хенк Джонкерс, его вдохновением стала удивительная способность организма сращивать кости с помощью кальция. Именно эта идея дала основу новым исследованиям в подобной области.

Он разработал инкапсулированные биологические объекты, которые вводятся в обычный бетон с особым «коктейлем» из азота, фосфора и минеральных веществ. Именно благодаря ему, они могут храниться в состоянии покоя в надежном бетонном теле около 200 лет.

Bacillus alsudofirmus и B. Cohnii – именно эти бактерии способны выжить в щелочной среде, такой как бетон, без дополнительных питательных веществ. Они как бы «засыпают» в своих капсулах ровно до момента контакта с водой. Влага активизирует эти бактерии, которые в свою очередь, вырабатывают известковое вещество, которое и играет роль «латки» на бетонном теле.

Чем замечательна эта идея: подобные капсулы с бактериями не нуждаются в контроле человека и уже тем более в том, чтобы он дал «толчок» их жизнедеятельности. Через образовавшиеся трещины в бетоне просачивается влага в большом объеме, она-то и является «ключом зажигания» для регенерации бетона.

Лактат кальция помещаются в капсулы из биоразлагаемого пластика, размером от 2 до 4 мм. Они дозируются в любую марку бетона, которая может содержать всевозможные химически активные вещества.

Они никак не воздействуют на деятельность и сохранность биокапсул. При этом если бактерии были введены сначала в цемент, а после затворены водой, это никак на них не сказывается, чего нельзя сказать о прямом контакте с водой в уже затвердевшем бетонном теле.

Капсулы с бактериями под микроскопом
Капсулы с бактериями под микроскопом

Что самое важное – подобные бактерии не несут вреда и опасности для человека и животных. Даже если они попадут в организм, то не причинят никакого вреда.

Будущее самовосстанавливающегося бетона

Образцы самовосстанавливающегося бетона и сами биологические капсулы
Образцы самовосстанавливающегося бетона и сами биологические капсулы

Разработка Хенка Джонкерса потрясла весь мир. В настоящее время подобная технология тестируется в лабораториях всех институтов по разработке бетона. Слова главного инженера Кардиффского университета, профессора Боба Ларка, обнадежили всех строителей без исключения: «Сейчас мы дорабатываем эту технологию, подобно тому, как ювелиры огранят алмаз, превращая его в бриллиант.

Мы доводим до совершенства функции самовосстановления бетона без участия человека, что без сомнения, значительно снизит затраты на ремонт в будущем, и продлит срок эксплуатации бетона в несколько раз».

Технология, представленная Хенком Джонкерсом и его командой, разрабатывается в трех направлениях:

  • самовосстанавливающийся бетон;
  • регенерирующие ремонтные растворы;
  • целебная функция воды в бетоне.

Вне сомнения, первая технология является приоритетом для разработок, так как современное строительство нуждается в самовосстанавливающемся бетоне, который не нужно ремонтировать и обновлять.

Трещины в бетоне, восстановленные инкапсулированными бактериями
Трещины в бетоне, восстановленные инкапсулированными бактериями
  1. Первый метод, или как его еще называют «Бактерии Джонкерса», вводят в бетон на этапе производства, смешивая с цементом.
  2. По второй технологии, ремонтный раствор с подобными активными веществами наносят на пораженную поверхность. Такая смесь при нагревании и воздействии маломощного тока активизируется и «залечивает» малые трещины полностью, а большие уменьшает в размерах.
  3. Когда же по третьей технологии, минеральные вещества растворяют в воде, и вводят их в тело бетона по его миро−канальцам. «Живая» вода растекается по всему телу бетона, борясь как с внешними, так и с внутренними трещинами.
Восстановленные внутренние микротрещины под микроскопом
Восстановленные внутренние микротрещины под микроскопом

В настоящее время на испытательном полигоне выстроено 6 стен с применением вышеперечисленных технологий. Ученые будут испытывать такой бетон не только на прочность в лаборатории, но и следить за его регенерирующими свойствами под открытым небом, делая выводы и дорабатывая несовершенства.

Цена вопроса

На сколько будет высока цена самовосстанавливающегося бетона
На сколько будет высока цена самовосстанавливающегося бетона

На сегодняшний день разработки Джонкерса стоят 4−6 миллиардов евро в год. Такие огромные средства тратятся с дальним прицелом, чтобы в будущем тратить меньше средств на ремонт бетона, или вообще забыть об этом.

Сегодня куб обычного бетона стоит в среднем 80 евро, когда инкапсулированная смесь имеет стоимость в три раза выше. Да и налаживание такого производства требует немалых вложений от производителей.

Фото команды разработчиков с образцами самовосстанавливающегося бетона
Фото команды разработчиков с образцами самовосстанавливающегося бетона

Поэтому Джонкерс работает не только над регенерирующими свойствами своих бактерий, но и над удешевлением их производства. Ведутся исследования в области альтернативных технологий. Если верить словам новатора, то он удешевит самовосстанавливающийся бетон в два раза.

Да, его стоимость будет немногим выше цены на обычный бетон, но эта разница полностью окупается за продолжительный эксплуатационный период бетонных сооружений без дополнительного ремонта.

Сегодня, самовосстанавливающийся бетон доказал свою эффективность и актуальность в современном строительстве. Весь мир, затаив дыхание ждет новых разработок в этой области и, конечно же, первого сооружения из такого бетона. Будем надеяться, что оно скоро увидит свет и поразит всех своими регенерирующими свойствами.






Добавить комментарий
Подпишитесь на новости
И будьте всегда в курсе всех строительных новинок. Следите за предложениями заводов, успевайте заключить самые выгодные контракты