Челябинские ученые впервые в России отремонтировали памятник с помощью бактерий
Инновационный подход к восстановлению памятников разработали исследователи Архитектурно-строительного института ЮУрГУ. Работа над проектом под научным руководством профессора Тамары Черных началась после обращения партнеров из Центра компетенции городской среды Боровска за помощью в восстановлении скульптуры матери, защищающей детей.
В Калужскую область отправились с рабочим визитом завкафедрой строительных материалов и изделий Александр Орлов, директор НИИ перспективных материалов и технологии Денис Винник, а также студент Кирилл Горбачевских, чья научная работа посвящена этой теме.
Для восстановления статуи они создали инновационный вид бетона, который содержит в себе бактерию — сенную палочку. В состав также добавили органическую пищу — лактат кальция, которым питаются микроорганизмы. Благодаря этому компоненту они выделяют органический строительный материал для устранения трещин — он способен восстановить целостность конструкции как снаружи, так и внутри. Биологический материал эффективно заполняет очаги разрушений и препятствует проникновению влаги и кислорода — триггеров новых пор и трещин.
До этого памятник приходилось ремонтировать каждые два года из-за особенностей конструкции, отметил Александр Орлов. Растрескивание бетона всегда начинается с появления невидимых невооруженному глазу микротрещин.
— 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, — подчеркнул Александр Орлов.Ученые вуза также выяснили, что производимый бактериями неорганический минерал повышает плотность бетонной смеси, делая ее более прочной и менее подверженной образованию трещин.
Ключевое преимущество нового метода — в ускорении регенерации материала в пять раз в сравнении с традиционными методами. Обычный бетон восстанавливает свою целостность лишь после 50 циклов естественного намокания и высыхания. А при использовании бактерий это происходит всего через 10 циклов.
Денис Винник отмечает, что промежуточные результаты работы уже можно оценить. Коллеги из Боровска ежедневно высылают фотоотчеты о состоянии скульптуры, в том числе показывают заполненные инновационным бетоном швы.
— Специалисты измеряют динамику плотности отреставрированных участков при помощи ультразвука. Нарастание этого показателя свидетельствует о том, что бактерии успешно функционируют и обеспечивают решение задачи самозалечивания внутри бетона, — отметил он.После первой недели застывания цемента микротрещины, характерные для обычного бетона, не появились. А это уже можно считать важным достижением проекта, уверен директор НИИ.
В будущем инновационный бетон смогут использовать не только для реставрации памятников и исторических сооружений, но и при строительстве бетонных дорог.
Тем временем для определения прочности затвердевающего бетона начали использовать нейросеть. Этому обучил искусственный интеллект другой студент ЮУрГУ.