17

2021

-

06

Соединенные Штаты разрабатывают "самовосстанавливающийся" бетон, который способен улавливать углерод за 24 часа для ремонта трещин.


Трещины в бетоне долгое время являются головной болью для связанных предприятий. Хотя небольшие трещины не повлияют на структурную целостность, они также повредят прочность по мере распространения трещин или проникновения воды. Теперь американские ученые намерены использовать волшебные "ферменты", чтобы активировать эффект "самовосстановления" бетонных материалов и способность поглощать углекислый газ.

Бетон является одним из основных материалов современных зданий, который прочен и долговечен, имеет широкий спектр сырьевых материалов и простые методы производства. Цемент можно назвать связующим веществом бетона, иначе песок и гравий трудно будет прочно скрепить. С учетом того, что углеродный след цементной промышленности постепенно вызывает беспокойство, если формулу можно немного изменить или срок службы зданий можно продлить, озеленение станет постепенно возможным.

Существует множество причин для образования трещин в бетоне. Теперь ученые используют угольную ангидразу (CA), найденную в человеческой крови, чтобы позволить бетону самовосстанавливаться, когда появляются "небольшие раны", избегая обрушения и экономя более дорогую и сложную замену конструкции.

Фермент CA в эритроцитах отвечает за перенос углекислого газа из клеток в кровь. Нима Рахбар, доцент гражданского и экологического строительства в Политехническом институте Вустера, сказал, что мы ищем факторы в природе, которые могут быстро переносить углекислый газ, и это фермент CA.

Команда считает, что реакция фермента в организме очень быстрая и может быть применена в других местах для эффективного ремонта и укрепления бетонных конструкций. Перед смешиванием и заливкой бетонных материалов команда добавила фермент CA в бетонный порошок, чтобы, когда в будущем появятся небольшие трещины в бетоне, фермент мог реагировать с углекислым газом в воздухе, образуя кристаллы карбоната кальция (известняка) и быстро заполняя трещины.

Тесты команды показывают, что новый бетон может ремонтировать трещины размером в миллиметр в течение 24 часов. Исследовательская группа отметила, что скорость действия этой техники быстрее и дешевле, чем предыдущие методы самовосстановления с использованием бактерий. Ранее на ремонт меньших трещин уходило до месяца.

Хотя количество углекислого газа, поглощаемого новым бетоном, незначительно, он может не превратить здание в "большой поглотитель углерода", но исследование направлено на продление срока службы здания. Рахбар прогнозирует, что этот тип технологии самовосстановления может продлить срок службы строительной конструкции с 20 лет до 80 лет.