Beton staje się znacznie wytrzymalszy. Sekret tkwi w bakteriach

Beton to powszechnie stosowany materiał budowlany. Dzięki nowym badaniom, których wyniki zaprezentowano na łamach Journal of Cleaner Production, może stać się jeszcze popularniejszy.

Wśród licznych zalet betonu wymienia się niskie koszty, wysoką odporność na przeciążenia oraz nieskomplikowany proces produkcji. Kiedy jednak w grę wchodzi używanie alternatywnych składników stosowanych na potrzeby produkcji recyklingowanego betonu, problemów pojawia się więcej. Te są szczególnie istotne w zimniejszym klimacie, gdzie wahania temperatur mogą prowadzić do uszkodzeń, stwarzając zagrożenie dla całych konstrukcji.

Czytaj też: Sprawdzono beton ze starych opon w rzeczywistym świecie. Jak wypadł poza laboratorium?

Chcąc temu przeciwdziałać, naukowcy z Xi’an Jiaotong-Liverpool University wprowadzili bakterie do odzyskanego kruszywa grubego i zwiększyli w ten sposób wytrzymałość betonu. Poddany takiej obróbce mógłby znaleźć zastosowanie w chłodniejszych strefach klimatycznych, ponieważ jest w stanie wytrzymać nawet 225 cykli zamrażania i rozmrażania. To o 75 więcej niż w przypadku mieszanki bez dodatkowej obróbki.

Dotychczas stosowane sposoby mające na celu wzmocnienie betonu obejmowały na przykład zmniejszenie stosunku woda-cement czy też zwiększenie ilości dodatków chemicznych. Niestety, pierwsza metoda ma wątpliwą skuteczność na dłuższą metę, natomiast druga jest szkodliwa dla środowiska. W tym przypadku oba problemy wydają się rozwiązane, podobnie zresztą jak ten najważniejszy, związany z trwałością konstrukcji.

Beton podlega uszkodzeniom za sprawą zamarzającej wody

W czym tkwi sekret? Jak wyjaśnia jeden z autorów badań, Chee Seong Chin, w czasie zamrażania i rozmrażania woda wnika w beton, tworząc pęknięcia, które prowadzą do obniżonej trwałości. Zamarzająca woda zwiększa swoją objętość, co przekłada się na rosnące ryzyko wystąpienia uszkodzeń. Bakterie mogą jednak zablokować otwory, przez które dostaje się woda. Właśnie dlatego zostały one wykorzystane, by ostatecznie zwiększyć odporność na ściskanie i rozciąganie kolejno o 30,3% i 20,3%.

Czytaj też: Prawdziwy gigant! Ta bakteria jest widoczna gołym okiem

To jednak nie koniec zalet. Bakterie zużywają nadmiar wodorotlenku wapnia podczas procesu biomineralizacji. Sprawia to, iż beton staje się bardziej odporny na temperatury poniżej zera. Mimo pierwszych obiecujących wniosków płynących z badań naukowcy zamierzają teraz kontynuować swój projekt w celu zwiększenia odporności na przykład poprzez zastosowanie nanomateriałów.