Бетон с бактериями — уникальный материал, разработанный российскими учеными из политехнического института ДВФУ в сотрудничестве с коллегами из Индии и Саудовской Аравии. Особенность этого бетона заключается в том, что он является самовосстанавливающимся. То есть появляющиеся в нем микротрещины через некоторое время исчезают сами по себе.
Как сделали бетон
Бетон на настоящий момент является конструкционным материалом номер один в мире. К его плюсам строители относят дешевизну, прочность и универсальность. Однако срок службы бетонных конструкций, к сожалению, сильно ограничен и обычно не превышает 50-70 лет.
Российские ученые, в сотрудничестве с иностранными коллегами, решили исправить этот недостаток популярного материала. При изготовлении бетона обычным способом ученые добавили в него водный концентрат, содержащий бактерии Bacillus cohnii.
Эти микроорганизмы были выращены в лаборатории с использованием агаровой подложки и специальной питательной среды. По сути, ученые заставили бактерии выживать в порах цементной массы и в случае необходимости выделять химический «ремонтный» материал — карбонат кальция (CaCO3).
Колония бактерий Bacillus cohnii может прожить в цементном монолите до 200 лет. Теоретически на такой же период при присутствии таких микроорганизмов может быть продлен и срок службы бетонных конструкций.
Как это работает
Способность к самовосстановлению разработанного учеными бетона объясняется очень просто. Если в монолите появляется трещина, спящие внутри бактерии получают доступ к кислороду и влаге. В результате микроорганизмы просыпаются и начинают активную жизнедеятельность, результатом которой и становится выделение карбоната кальция.
Чтобы доказать практическую пользу своего проекта, ученые провели эксперимент — давили на монолит из бетона с бактериями прессом до тех пор, пока в нем не появились трещины. Далее исследовали материал под микроскопом.
В результате этого эксперимента было выяснено, что трещины от 0,2 до 0,6 мм бактерии Bacillus cohnii способны заделать в течение 28 дней. При этом после устранения дефекта при отсутствии кислорода и влаги микроорганизмы вновь засыпали.
Далее ученые проверили, насколько качественно Bacillus cohnii заделали трещины. В результате эксперимента им удалось выяснить, что бетону вернулась прежняя прочность на сжатие.
Практическая польза
Как считают ученые, в особенности полезным использование созданного ими бетона может быть в сейсмически опасных районах. В таких местах в бетонных конструкциях со временем появляется множество опасных микротрещин. Также бетон с микроорганизмами можно использовать в очень влажных регионах с большим количеством осадков, к примеру, на юге Дальнего Востока.