«Самовосстанавливающийся» бетон

Ученые в ряде западных стран ведут работы по созданию так называемого «самовосстанавливающегося» бетона. Недавно группа ученых из нескольких университетов Великобритании приступила к первым реальным испытаниям такого материала. 

Общая идея исследовательской работы — разработать некую систему, вещество или субстанцию, которую можно было бы ввести в бетон в момент строительства и которая была бы способна автоматически отремонтировать повреждение бетонной конструкции без вмешательства человека. Рассматриваются три разных технологии, испытания которых помогут определить наиболее перспективное направление для дальнейших научно-исследовательских работ.

Первая технология - использование т. н. «полимера с памятью формы». В бетон вместо стальной арматуры закладываются стержни из специального полимера, «запоминающего» форму, которые при закладке в бетон растягиваются, а при возникновении трещин активируются путем нагрева слабым электрическим током, сжимаются как пружины, принимая свою первоначальную форму, и стягивают треснувшую бетонную конструкцию.

По второй технологии исследователи предлагают при возникновении повреждений закачивать в бетон органические и неорганические ремонтные вещества через систему тонких каналов.

Третья технология предусматривает введение в бетонную смесь в виде заполнителя микроскопических капсул, в которых содержатся бактерии и питательные вещества для их жизнедеятельности. При возникновении трещины и проникновении в них воды капсулы разгерметизируются, бактерии «просыпаются» и в процессе жизнедеятельности будут создавать карбонат кальция (известняк), которым будут заполняться трещины прежде, чем вода и кислород приведут к коррозии стальной арматуры в бетоне. Кроме того, бактерии будут потреблять кислород, что еще больше защитит стальную арматуру от коррозии.

Не просто найти вид бактерий, которые смогли бы выжить в бетоне в течение многих лет, чтобы потом «проснуться» и начать свою «ремонтную» деятельность. Цемент является щелочной средой, малопригодной для существования бактерий. В ходе исследований будет оцениваться выживание различных видов бактерий в бетоне с течением времени. 

Для испытаний отлиты по разным технологиям и установлены вертикально 6 бетонных плит различного состава. В течение продолжительного времени эти плиты подвергаются нагрузкам, чтобы в них образовались трещины, и затем будут производиться наблюдения, насколько эффективно эти трещины будут самостоятельно ремонтироваться с помощью той или иной исследуемой технологии.

Если удастся создать промышленные образцы самовосстанавливающихся материалов и «умных» систем, значительно повысится надежность и безопасность дорог, зданий и сооружений, сократятся ежегодные затраты на ремонт бетонных сооружений.