Nove tehnolgije – biobeton: Dođe li voda kroz napuknuća do armaturnih mreža one vremenom korodiraju i trunu, a živa bakterija u betonu stvarala bi vapnenac koji će ispuniti i zatvoriti pukotine
Beton je i danas najpopularniji građevinski materijal na svijetu. No znanstvenici, još otkad su Rimljani prije otprilike 2000 godina njime sagradili Panteon, pokušavaju pronaći načine kojime bi ga učinili izdržljivijim i boljim.
Bez obzira na preciznost omjera smjese koja ga sačinjava, ili kvalitetu izvedbe armature željezom, svaki će beton pod opterećenjem jednom napuknuti, a s vremenom će doći i do potpunog urušavanja građevine. Stoga inženjeri često planiraju više armaturnog željeza nego što je doista potrebno za optimalnu čvrstoću betonske strukture. No s obzirom na vrlo visoke cijene takvog željeza, to je zapravo vrlo skupo rješenje.
– Samo napuknuće nije problem, već voda koja prodire kroz njega – objašnjava profesor Henk Jonkers s Delft tehnološkog sveučilišta u Nizozemskoj. – Kroz pukotine ulazi voda, odnosno vlaga i dođe li do armaturnih mreža i betonskog željeza, koje je danas ugrađeno u sve betonske građevine, ono će vremenom korodirati, odnosno istruliti, a građevina će se urušiti.
Jonkers je, međutim, došao do potpuno novog rješenja kojim će betonu podariti mnogo duži život. Osmislilo je biobeton – beton koji samog sebe liječi bakterijama. Biobeton se miješa poput običnog betona, ali uz dodatak – “ljekovitog sredstva.” Ono se otapa, ali mu sastav ostaje netaknut, dok aktivan postaje tek ako beton napukne i u njega uđe voda.
Jonkers, po struci mikrobiolog, svoje istraživanje i rad na biobetonu započeo je 2006. godine, motiviran upitom inženjera građevine o mogućnosti korištenja bakterijâ pri samoizlječenju betona. Trebalo mu je tri godine kako bi riješio problem.
– Potrebna vam bakterija koja može preživjeti u vrlo okrutnom okolišu – kaže Jonkers. – Beton je, baš poput stijene, iznutra vrlo suh. Usto i jako lužnat, pa bakterija mora ostati uspavana godinama prije nego li je voda aktivira.
Jonkers je izabrao Bacillus bakteriju ocijenivši je najprimjerenijom za ovaj posao. Ona može uspijevati u lužnatim uvjetima i proizvoditi spore koje mogu preživjeti desetljećima bez hrane i kisika. Osim izazova da se u beton ubaci živa bakterija, sljedeći još veći izazov bio je tu živu bakteriju usmjeriti na stvaranje materijala za popravak betona, a to je vapnenac.
– Kako bi proizvodila vapnenac, Bacillusu je potreban izvor hrane. Šećer je bila jedna od opcija. Međutim, dodavanjem šećera u smjesu betona, napravili bi ga mekanim i slabim. Stoga sam – objašnjava Jonkres – kao izvor hrane bakterijama izabrao kalcijev laktat. U plastične biorazgradive kapsule stavio sam bakterije i kalcijev laktat te ih zajedno dodao u betonsku smjesu.
Kad voda uđe u beton kroz napuknuća, kapsule će se otvoriti. Bakterije će početi klijati i množiti se hraneći se laktatom. Tako će pomiješati kalcij s karbonatnim ionima stvarajući iz njih vapnenac, odnosno kamenac koji će ispuniti i zatvoriti napuknuća u betonu.
Pretoči li se ta teorija dokraja u stvarnost, upotreba biobetona može dovesti do značajnih ušteda u gradnji armiranim betonom koji će biti znatno trajniji. Biobeton je idealan, primjerice, za gradnju podzemnih kontejnera opasnog otpada. Naime, za sanaciju eventualnih oštećenja neće biti potrebno slati ljude i time ugrožavati njihovo zdravlje i život. Ipak, kad je riječ o stambenim zgradama, Jonkers smatra kako će tradicionalno saniranje puknuća za sada ostati ekonomski najprivlačnije.
Jonkers dalje objašnjava kako je njegovo istraživanje trenutno usmjereno na stvaranje pravih uvjeta za bakterije u kojima bi proizvodile što je moguće više vapnenca te na optimizaciji distribucije potrebne im hrane. Osim toga, proučava i podložnost samoizlječenja biobetona bakterijama raznim u drugim negativnim okolnostima poput djelovanja kiselina na beton i promjenama temperature.
Jonkers se nada da bi njegov biobeton mogao započeti novo doba u izgradnji bioloških građevina.
– Kombiniramo prirodu i njene procese s građevinskim materijalima. Priroda nas opskrbljuje mnogim praktičnim rješenjima, u ovom slučaju bakterijama koje imaju sposobnost proizvoditi vapnenac. Biobeton smatramo izvrsnim primjerom povezivanja prirode i suvremenih tehnologija gradnje – zaključuje profesor Henk Jonkers.
