Челябинские ученые восстановили памятник при помощи бактерий | Новости науки
Бактерии защитили от разрушения историческую скульптуру, установленную в Калужской области. Экспериментальный бетон с добавками бактерий и лактата кальция впервые в отечественной практике применили для защиты памятника от растрескивания, сообщили в пресс-службе Южно-Уральского государственного университета.
Ультразвуковая диагностика показала, что бактерии успешно справились с возникающими в цементном растворе при затвердении микротрещинами.
Скульптура советской эпохи, изображающая женщину с детьми, установлена в городе Боровск Калужской области. С годами она обветшала и растрескалась, а стандартные реставрационные процедуры оказались неэффективны. В этом году для восстановления памятника ученые использовали бетон, содержащий культуру бактерий сенной палочки. Эти бактерии питаются лактатом кальция и выделяют органический материал, цементирующий микротрещины – основную причину разрушения бетона.
К сотрудникам Архитектурно-строительного института ЮУрГУ обратились партнеры из Центра компетенции городской среды города Боровска (Калужская область) за помощью в восстановлении скульптуры матери, защищающей детей. Впервые в России для такой задачи реализовали разработку челябинских ученых – самовосстанавливающийся за счет введения в состав специальных бактерий бетон.
В состав инновационного бетона челябинские ученые ввели специальные бактерии – сенную палочку, которая питается специально размещенной для нее в бетонной системе органической пищей – лактатом кальция, выделяя впоследствии органический строительный материал для устранения трещин – восстановления сплошности как на поверхности, так и в объеме. Сформированный бактериями материал заполняет возникающие очаги разрушений и блокирует поступление внутрь воды и воздуха – триггеров новых трещин и пор.
«Из-за особенностей конструкции ранее данную скульптуру ремонтировали каждые два года, – уточнил заведующий кафедрой строительных материалов и изделий ЮУрГУ Александр Орлов. – Растрескивание бетона всегда начинается с образования в нем микротрещин, которые неразличимы невооруженным глазом. Мы рассчитываем, что наше решение позволит обеспечить постоянное «самозалечивание» микротрещин в момент, когда они только начинают появляться. При таком подходе, можно рассчитывать на значительное увеличение межреставрационных сроков – работать на микроуровне будут бактерии».
Исследователи также обнаружили, что благодаря продуцируемому бактерией неорганическому минералу плотность бетонной смеси будет повышена, а, значит, он будет прочнее и устойчивее к растрескиванию.
Уникальный способ обеспечивает регенерацию строительного материала в пять раз быстрее, чем при использовании традиционных решений. Если без бактерий бетон заращивает свои трещины спустя 50 циклов естественного намокания и высушивания, то при добавлении в его состав бактериального бульона полное самовосстановление бетона происходит уже через 10 циклов.
«Промежуточные результаты работы самовосстанавливающегося бетона можно оценить уже сейчас, – подчеркнул директор НИИ перспективных материалов и технологии ресурсосбережения ЮУрГУ Денис Винник. – Коллеги раз в неделю присылают нам фотоотчет о состоянии статуи; в частности – заполненных нашим бетоном швов. Кроме того, специалисты проводят измерение динамики плотности отреставрированных участков при помощи ультразвука. Нарастание этого показателя свидетельствует о том, что бактерии успешно функционируют и обеспечивают решение задачи самозалечивания внутри бетона. После первой недели твердения цементного раствора микротрещины, появление которых типично при использовании бетона традиционного состава, не возникли, что уже можно считать успехом».
Разработка челябинских ученых оправдает себя также при строительстве бетонных дорог и ремонте наружных поверхностей: при ремонте или реставрации старых зданий, мемориалов и других объектов.