Betonul, cu costul său scăzut, rezistența la compresie bună și ușurința în fabricare, este unul dintre materialele de construcție cu cea mai largă utilizare. Cu toate acestea, odată cu accelerarea ritmului urbanizării, agregatele minerale, cum sunt nisipul și pietrișul, devin insuficiente.
Deși substanțele reciclate pot înlocui amestecul natural pentru a produce beton cu agregate grosiere reciclate (RCAC), ele pot cauza diverse probleme, mai ales în regiunile reci, unde cliclurile zilnice de îngheț-dezgheț pot deteriora betonul, ceea ce duce la probleme de siguranță.
Într-un articol publicat recent în Journal of Cleaner Production, cercetătorii de la Departamentul de Inginerie Civilă al Universității Xi’an Jiaotong-Liverpool din China au aplicat bacterii denitrificatoare pe agregatul grosie reciclat (RCA) și au îmbunătățit rezistența și durabilitatea betonului. RCAC tratat poate rezista la 225 de cicluri îngheț-dezgheț, ceea ce reprezintă cu 75 mai multe cicluri decât în cazul betonului netratat, fiind astfel potrivit pentru utilizarea pe scară largă în zonele reci.
Metode tradiționale
Profesorul Chee Seong Chin, autor-corespondent al articolului, spune că metodele tradiționale de îmbunătățire a rezistenței betonului la îngheț sunt nesustenabile pe termen lung.
”Aceste metode, cum ar fi reducerea raportului apă-ciment și creșterea adaosurilor de aditivi chimici, cresc utilizarea de substanțe chimice, având efecte adverse asupra sustenabilității. Prin comparație, noi oferim o soluție prietenoasă cu mediul. Metoda noastră utilizează bacteriile denitrificatoare și nu implică substanțe notive sau poluante”, spune profesorul Chin.
Scăderea absorbției de apă
Reducerea absorbției de apă este un aspect critic al îmbunătățirii rezistenței la îngheț. În timpul ciclurilor de îngheț-dezgheț, apa pătrunde în beton și formează crăpături care îi reduc durabilitatea. Atunci când apa îngheață, ea se dilată, afectând betonul.
Dacă nu ar fi utilizate bacteriile, agregatele grosiere reciclate din beton ar putea crește absorbția apei datorită porozității lor ridicate; bacteriile denitrificatoare pot bloca aceste orificii în care pătrunde apa, reducând absorbția de apă cu 33%, spun cercetătorii.
O structură mai stabilă
În plus, bacteriile pot îmbunătăți capacitatea betonului de a rezista la dilatările produse de înghețarea apei, creând o structură mai stabilă.
”Golurile și porii din RCAC sunt umplute cu cristale de carbonat de calciu create de bacterii, ceea ce face structura mai densă și reduce efectul de dilatație al apei înghețate. Pe baza experimentelor noastre, bacteriile denitrificatoare pot îmbunătăți rezistența la compresie cu 30,3% și rezistența la tracțiune cu 20,3%. Mai mult, bacteriile consumă hidroxidul de calciu în exces în timpul procesului de biomineralizare, facând betonul mai rezistent la îngheț”, spun cercetătorii.
Deși această metodă nouă a crescut semnificativ rezistența la îngheț-dezgheț a RCAC, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a îmbunătăți rezistența prin utilizarea nanomaterialelor sau a altor materiale prin metode de biomineralizare.
Sursa: Phys.org