Grzyby i grafen – niekonwencjonalne sposoby na pękanie betonu
Aby zminimalizować ryzyka katastrof budowlanych, naukowcy opracowują różne rozwiązania zabezpieczające w betonie. Niektórzy wzmacniają jego wytrzymałość, inni wprowadzają mechanizmy samoregenerujące. Wszystko po to, aby powstawało mniej pęknięć, które są główną przyczyną spadku jakości betonu. Jakie więc są niekonwencjonalne pomysły przeciw pęknięciom betonu?
Michał Jakubiec
Podziel się
Odporność betonu jest jedną z jego najbardziej atrakcyjnych cech, co jednak nie oznacza, że nie można poszukiwać ulepszeń. Chcąc zapobiec katastrofie związanej ze zniszczeniem betonu można poszukiwać wzmacniających surowców i substancji.
Grafen w betonie
Jednym ze sposobów wzmocnienia trwałości betonu jest grafen. Dodanie grafenu do betonu uczyniło go silniejszym i bardziej odpornym na wodę.
Beton opracowany przez University of Manchester zawiera niewielkie ilości grafenu dodane do wody i cementu. Działa jako wsparcie mechaniczne i stymuluje reakcje chemiczne, które przekształcają mieszankę w beton. W wyniku czego otrzymywany jest beton o silniejszych wiązaniach i ok. 30 proc. większej wytrzymałości.
Ponieważ ten beton jest mocniejszy od tradycyjnego betonu, należy użyć mniejszej jego ilości, aby uzyskać taką samą wytrzymałość konstrukcyjną budynku. Zespół pracujący nad tym projektem oblicza, że gdyby został on wdrożony w całym globalnym łańcuchu dostaw, mógłby zmniejszyć światową emisję o ok. 2 proc.
Grzyby lekarstwem na pęknięcia?
W 2018 r. badacze z Binghamton University i Rutgers University zaprezentowali samoregenerujący się beton, który zawiera zarodniki grzyba Trichoderma reesei wraz z substancjami odżywczymi. Umieszcza się je w betonie na etapie mieszania. Gdy beton stwardnieje, zarodniki pozostają uśpione, aż do pojawienia się pierwszych mikropęknięć. Kiedy tak się stanie, woda i tlen trafiają do środka. To powoduje, że zarodniki kiełkują, rosną i wytrącają węglan wapnia, który z kolei uszczelnia pęknięcia.
Badacze podają, że kiedy pęknięcia zostaną wypełnione i do środka nie przedostaje się woda ani tlen, grzyby ponownie tworzą zarodniki. Natomiast gdy warunki środowiskowe stają się sprzyjające na późniejszych etapach, zarodniki mogą zostać ponownie przebudzone.
Enzym z ludzkiej krwi wzmacnia beton?
Jedna z wersji samoregenerującego się betonu pochodzi od naukowców z Worcester Polytechnic Institute w 2021 r. Wykorzystali oni enzym znajdujący się w ludzkiej krwi, który może być stosowany w proszku betonowym przed jego uformowaniem. Zespół skupił się na sposobie, w jakim enzym w czerwonych krwinkach zwany anhydrazą węglanową jest w stanie szybko przenosić CO2 z komórek do krwiobiegu.
Kiedy w betonie tworzy się małe pękniecie, enzym ten reaguje z CO2 w powietrzu, aby wytworzyć kryształy węglanu wapnia, które następnie wypełniają ubytki. W testach, beton okazał się zdolny do naprawy własnych pęknięć w ciągu 24 godzin. Co więcej, naukowcy przewidują, że technologia może przedłużyć żywotność struktur betonowych o 20 do 80 lat.
Źródło: New Atlas.
