Прорыв в строительстве: в Германии придумали технологию самовосстановления бетона
Один из самых прочных строительных материалов – бетон – со временем так же разрушается. Но возможно ли в современном мире нанотехнологий предотвратить или замедлить этот процесс? Вполне. Исследователи из Мюнхена вырастили недорогие и экологически чистые бактерии, выделяющие известь. Эти микроорганизмы способны запечатывать трещины в бетонных конструкциях.
Читайте также: Необычные здания: в Берлине построят деревянный небоскреб
Спасти «вечный материал»
Бетон считался «материалом для вечности». Его легко обрабатывать, к тому же он чрезвычайно устойчив. Именно поэтому бетон в огромных количествах используется во всем мире для строительства мостов, дорог, туннелей и зданий.
Тем не менее, с годами бетон крошится, потому что в конструкциях образуются маленькие трещины. Из-за этого многие объекты, построенные из этого материала, через несколько десятилетий требуют реконструкции. Так, в Германии, по данным Федерального министерства транспорта, около 12% всех автодорожных мостов из железобетона находятся в «неудовлетворительном» состоянии. Четыре из пяти таких крупных мостов не подлежат ремонту. Там нужно сооружать новые переправы, что поглотит миллиарды евро из госбюджета.
Это не только очень дорого и требует много времени. Глобальный строительный бум с использованием бетона также является катастрофой с экологической точки зрения: поскольку только на энергоемкое производство бетона приходится от 6 до 9% всех антропогенных выбросов CO2. Кроме того, сегодня наблюдается заметная нехватка сырьевого песка.
Бактерии спасут бетон
В течение многих лет исследователи искали рентабельные, экологические методы строительства, которые значительно продлят срок службы мостов и других бетонных конструкций. Очень многообещающими являются микроорганизмы, закрывающие трещины и поры в бетоне за счет выделения извести (карбоната кальция). Если даже самые маленькие трещины в конструкциях будут запечатаны на ранней стадии, можно предотвратить серьезный ущерб и продлить срок эксплуатации бетонных сооружений.
Минеральные выделения бактерий безвредны для окружающей среды. Дело в том, что у некоторых бактерий есть особый фермент, который может расщеплять мочевину. Результатом процесса расщепления является карбонат. Если добавить кальций, образуется известь, а это способствует «обновлению» бетона.
Такие микроорганизмы можно использовать не только для бетона: они также могут укреплять почву и связывать пыль или тяжелые металлы.
Какая бактерия лучше всего подходит для этого, известно уже много лет, – Sporosarcina pasteurii. Бактерии можно культивировать с максимальной эффективностью. Однако до сих пор не существовало экономически жизнеспособного метода для крупномасштабного использования микроорганизмов при обновлении бетона, позволяющего производить одноклеточный организм в больших масштабах.
Исследователи из Мюнхенского университета прикладных наук разработали «высокопроизводительный процесс», позволяющий производить в пять раз больше бактерий, по сравнению с предыдущими методами. При этом стоимость необходимого питательного раствора выросла всего на четыре процента. Результаты их исследования опубликованы в журнале «Scientific Reports» .
Проект ученых «MicrobialCrete» поддержали три промышленных компании и Федеральное министерство образования и науки. Если проект будет реализован успешно, в ближайшем будущем бактерии можно будет использовать на строительных площадках.
Еще один вариант: экологический цемент
Исследователи со всего мира пытаются сделать строительную промышленность менее вредной для климата и окружающей среды. Так, недавно немецкие ученые в кооперации с коллегами из Нигерии создали цемент из растений.
Для производства цемента исследователи применили кожицу растения маниок, которую обжигают при соблюдении специального температурного режима. Из пепла, получаемого от сжигания растений, создают продукт, который по своим свойствам похож на цемент. Его можно использовать как соединительное вещество вместо классического строительного материала.
Также для создания экоцемента можно использовать отходы производства риса и других растений.
От бетона — к дереву
До 2026 года в Берлине планируют построить эко-небоскреб Wohnhochhaus. Основным строительном материалом для сооружения 98-метрового здания будет дерево.
mad arkitekter to build WoHo, a residential wooden skyscraper in berlinhttps://t.co/z4UEPEcpXL pic.twitter.com/VCENMu8Ji2
— designboom (@designboom) February 13, 2021
Древесина имеет меньший углеродный след, чем большинство обычных строительных материалов. Так, цементная промышленность, играющая важную роль в производстве бетона, в 2019 году произвела в три раза больше выбросов СО2 (2,8 млрд тонн), чем все авиаперевозки в мире.
Стоит отметить, что из-за засухи последних годов многие деревья в лесах Германии погибли. Поэтому сейчас на рынке наблюдается профицит древесины, и использовать ее является рациональным решением.
Читайте также по теме:
Немецкие ученые изобрели экоцемент
Самый большой дом, напечатанный на 3D–принтере, строят в Баварии
Бетон, ливер, свекла: 5 видов немецкого мороженого, которые вас удивят (+фото)
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
