Beton koji uz pomoć CO2 za 24 časa popunjava pukotine

Kako beton učiniti trajnijim, čvršćim, pa samim tim i ekološki podobnijim bave se mnoge studije koje su otkrile zanimljiva potencijalna rešenja na ovom polju u poslednje vreme. Glavni problem i dalje je što beton ima veliki ugljenični otisak pa su nove generacije napravljene sa ciljem da se on svede na što manju meru i u potpunosti eliminiše. Dodavanje elemenata betonu da on bude otporniji i duže traje, dovelo je do pojma samoobnavljajućeg betona. U pitanju je beton koji sam popravlja nastale pukotine i samozaceljuje se.

Profesor Rahbar (desno) - samoobnavljajući beton sa enzimom iz crvenih krvnih zrnaca (foto: Worcester Polytechnic Institute)

Ovo je naročito važno u prvim fazama nastajanja sitnih pukotina u betonskim konstrukcijama koje mogu dovesti do narušavanja stabilnosti, ukoliko u njih uđe voda jer počnu da se šire. Ideja samoobnavljajućeg betona je da se reaguje dok su pukotine još male, zaptivanjem, kako bi se se sprečio ne samo katastrofalni kolaps, već skupo održavanje ili potpuna zamena konstrukcije. Na ovom polju istraživanja data su zanimljiva potencijalna rešenja. 

Jedno od rešenja za samoobnavljanje bazirano je na natrijum-silikatima, drugo sadrži bakterije koje proizvode poseban "lepak" za spajanje ovih pukotina, dok treće praznine popunjava gljivicama. Najnovije dolazi sa Worcester Polytechnic Institute za koje naučnici kažu da je jeftinije od prethodnih verzija i još efikasnije. Za ovu studiju je ljudsko telo bilo inspiracija i doprinelo razvoju rešenja. U pitanju je sastojak koji koristi enzim koji se nalazi u ljudskoj krvi.

Tim je izjavio da su tražili odgovor u prirodi kako bi došli do toga šta pokreće najbrži prenos CO2, i došli do zaključka da je to enzim CA. Enzim u crvenim krvnim zrncima nazvan karbonatna dehidrataza (CA) sposoban je da brzo prenese CO2 iz ćelija u krvotok. Budući da enzimi u našem telu neverovatno brzo reaguju, mogu se koristiti kao efikasan mehanizam za popravljanje i jačanje betonskih konstrukcija.

Samoobnavljajući beton sa enzimom iz crvenih krvnih zrnaca (foto: Worcester Polytechnic Institute)

CA enzim dodat je u betonski prah pre mešanja i izlivanja materijala. Nakon nekog vremena kada se u betonu stvori mala pukotina, enzim u interakciji sa CO2 u vazduhu stvara kristale kalcijum karbonata, koji oponašaju karakteristike betona i brzo popunjavaju pukotinu. Testiranje je pokazalo da se pukotine milimetarskih razmera popravljaju u roku od 24 sata. Ovo je veoma značajno jer su prethodne tehnologije koje su koristile bakterije, skuplje i proces može potrajati i mesec dana kako bi se "zacelile" pukotine.

Smatra se da bi ova tehnologija mogla produžiti životni vek konstrukcije sa 20 na 80 godina, što smanjuje potrebu za proizvodnjom zamenskog betona. Međutim, količina CO2 koju beton "proguta" zanemarljiva je u odnosu na činjenicu koja leži u njegovoj potencijalnoj dugovečnosti. Svakako, pomoći će u smanjenju potrebe za proizvodnjom i isporukom dodatnog betona koji ima ogroman uticaj na okolinu.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Applied Materials Today.