УкраїнськаСамовосстанавливающийся (или биобетон) – это инновационный строительный материал, способный самостоятельно затягивать микротрещины и повреждения без вмешательства человека. Трещины – главная уязвимость любого бетона: через них внутрь конструкции проникает влага и соли, что приводит к коррозии арматуры и постепенному разрушению здания. Новый материал решает эту проблему на молекулярном и биологическом уровне, увеличивая срок службы сооружений в разы.
История создания и принцип работы
Идею биобетона в начале 2000-х годов разработал нидерландский ученый Хенк Йонкерс (Henk Jonkers) из Делфтского технического университета. В 2015 году его изобретение было номинировано на престижную премию European Inventor Award.
Секрет технологии заключается в добавлении в стандартную бетонную смесь двух ключевых компонентов:
- Специальные бактерии (чаще всего Bacillus pseudofirmus или Sporosarcina pasteurii). Они способны жить в щелочной среде бетона и сохранять жизнеспособность в виде спор до 200 лет.
- Питательная среда (лактат кальция).
Пока бетон остается целым, бактерии «спят». Но как только в материале появляется трещина и туда попадает вода с кислородом, споры просыпаются. В процессе жизнедеятельности бактерии перерабатывают лактат кальция, выделяя известняк (карбонат кальция). Этот естественный минерал полностью заполняет образовавшийся зазор, «заживляя» трещину шириной до 0,8 мм за пару недель.
Почему биобетон все еще не стал стандартом в строительстве
Несмотря на впечатляющие результаты испытаний, самовосстанавливающийся бетон до сих пор остается нишевым продуктом и практически не используется в массовом строительстве. Главный сдерживающий фактор – высокая стоимость: бактериальные добавки и специализированная питательная среда увеличивают цену одного кубометра смеси на 30–50%. Кроме того, технология требовательна к условиям хранения компонентов, а скорость затягивания трещин зависит от влажности окружающей среды.
Именно поэтому для защиты строительных конструкций сегодня продолжают применять проверенные, доступные и экономически оправданные решения – защитные пропитки и гидрофобизаторы. Например, водоотталкивающий гидрофобизатор для бетона FOB-F7 идеально подойдет для защиты бетонных площадок, отмосток и фундаментов от разрушительного воздействия влаги и мороза. А гидрофобная пропитка для бетона с эффектом мокрого камня Black Stone пользуется высокой популярностью при обработке тротуарной плитки, брусчатки и декоративного арт-бетона, одновременно защищая материал и придавая ему насыщенный внешний вид.
Альтернативные методы самовосстановления
Помимо бактериального метода, ученые активно развивают и другие направления био- и самовосстанавливающегося бетона:
- Микрокапсулы с химическими агентами. В толщу бетона добавляются хрупкие капсулы с жидким силикатом или смолами. При появлении трещины капсула рвется, содержимое вытекает и затвердевает, герметизируя полость.
- Эластичные фиброволокна (ECC). Высокопластичный бетон с добавлением волокон при деформации образует множество микротрещин шириной менее 50 микрон, которые легко затягиваются сами за счет контакта обычного цемента с углекислым газом и водой.
- Использование грибного мицелия. Новейшие исследования направлены на применение грибных спор, которые при контакте с водой формируют плотную сеть нитей, задерживающих влагу и стимулирующих кристаллообразование.
Перспективы применения
Основная сфера применения самовосстанавливающегося бетона в ближайшие годы – это критически важные и труднодоступные объекты инфраструктуры: подземные туннели, мостовые опоры, дамбы, фундаментальные плиты и резервуары для воды. В таких сооружениях традиционный ремонт обойдется в миллионы долларов, поэтому первоначальные инвестиции в «умный» бетон полностью себя оправдывают.
