Специалисты Южно‑Уральского госуниверситета совместно с учеными китайского Чжэцзянского университета разработали перспективный способ устранения микротрещин в бетонных конструкциях, подверженных воздействию воды. Технология предназначена для ремонта тоннелей, подземных парковок, плотин и прочих гидротехнических объектов.
В основе метода лежит эмульсия на базе бактерий, дополненная альгинатом натрия, получаемым из бурых водорослей. Такой состав надежно перекрывает трещины и способен выдерживать гидростатическое давление до 2 бар, что сопоставимо с нагрузкой от водяного столба высотой 20 метров.
Ключевую роль в технологии играет бактерия Sporosarcina pasteurii, которая в присутствии кальция и мочевины способствует образованию кальцита. Кристаллы этого минерала заполняют полости в бетоне и блокируют проникновение влаги. Однако на практике поток воды вымывал бактерии, а сформированные ими кристаллы получались недостаточно плотными и разрушались.
Проблему удалось решить за счет добавления альгината натрия. Это вещество увеличивает вязкость эмульсии, препятствует вымыванию бактерий и частиц карбоната кальция, а при взаимодействии с ионами кальция формирует гелевую структуру, которая служит дополнительным уплотнителем трещин.
В итоге в состав эмульсии входит три главных компонента — это живые бактерии, предварительно подготовленные кристаллы карбоната кальция и альгинат натрия. В процессе работы последний практически мгновенно создает гель, фиксирующий компоненты в зоне повреждения, а бактерии продолжают наращивать кристаллы кальцита, постепенно упрочняя участок.
По оценкам разработчиков, внедрение технологии позволит существенно увеличить эксплуатационный ресурс бетонных сооружений и сократить расходы на их техническое обслуживание.