18 декабря 2016г.
Одним из наиболее сложных вопросов в строительстве является долговечность конструкций. Бетон – прочный и относительно недорогой строительный материал, поэтому в настоящее время он является одним из наиболее часто используемых продуктов по всему миру. Тем не менее, бетон имеет свои недостатки, в частности растрескивание поверхностного слоя.
Возникновение трещин в железобетонных конструкциях вызывает коррозию арматуры и приводит к быстрому износу всего сооружения. Коррозия стальной арматуры требует дорогостоящей процедуры ремонта для предотвращения преждевременного выхода из строя конструкций. Хотя на этапе строительства проводится ряд профилактических мер, проблема коррозии возникает очень часто. Основной причиной разрушения арматуры является попадание в образовавшиеся трещины воды, кислорода, хлорида и других агрессивных веществ [1].
В данной статье описан новый метод применения биохимического вещества, которое при внедрении в бетонную смесь придает ей свойства самовосстановления.
В процессе изготовления в бетон добавляются специальные капсулы с лактатом кальция и бактериями. После возникновения в конструкции трещин, бактерии «оживают» и в процессе жизнедеятельности соединяют кальций с ионами углерода. В результате образуется кальцит, который постепенно заполняет трещину.
В качестве активных микроорганизмов используются палочковидные бактерии. Они комфортно чувствуют себя в щелочной среде и создают споры, которые в течение многих лет могут оставаться живыми без доступа кислорода и питания. При попадании в трещину конструкции влаги бактерии активизируются, а после устранения дефекта в конструкции, снова «засыпают» до возникновения новых трещин.
Процесс самовосстановления можно описать следующим образом:
1) Гидроксид кальция является продуктом реакции гидратации бетона. Гидроксид кальция в области трещины растворяется в воде и выпадет в осадок на поверхности трещины:
1)
Вода, содержащая углекислый газ попадает в трещину. Далее следует реакция образования карбоната кальция:
В
некоторых конструкциях образование трещин является недопустимым, например, в резервуарах с жидкостями. Самовосстанавливающийся бетон может предотвратить протекание через щели [2].
Механические характеристики биологического бетона не отличаются от обычного.
Данный вид бетона можно применять в строительстве подводных и подземных сооружений, складов с радиоактивными отходами и других объектов, доступ к которым затруднен или небезопасен.
Применение био-бетона может быть востребовано в сейсмически опасных районах, где восстановление зданий часто требует значительных расходов.
По статистике, около 5% выбросов двуокиси углерода приходится на изготовление бетона. Продление срока службы конструкций c его применением позволит снизить вред, наносимый экологии.
Самовосстанавливающийся бетон сможет значительно увеличить сроки службы конструкций, а также снизить расходы по их ремонту, благодаря этому в будущем био-бетон может получить широкое применение.
Список литературы
1.
Земсков
С, Джонкерс Х.М., Вермхолен Ф.Д.
Математическая
модель для бактериального восстановления бетона. Бат, Великобритания, 2011 – 27 с.
2.
Хайде Н, Бреугел К. Восстановление ранних трещин в бетоне. Берлин, Германия. 2006 – 273 с.
