[科普中国]-自愈混凝土

简介

自愈混凝土，是指可自行修补裂缝的实验性混凝土，它包含有可生产石灰石的细菌，通过作用于结构的腐蚀性雨水加以激活。这种新材料有可能会提高混凝土的使用寿命，其结果是节约相当大的成本。

自愈混凝土中的愈合剂使混凝土成本增加50%，总建筑成本也只增加1%~2%。维护费用在这个总成本的比例要高得多，预计通过延长混凝土的使用寿命可节省大笔费用。

出于耐用性原因，为了提高建筑物的使用寿命，就必须让混凝土微裂纹愈合。研究人员将混凝土愈合所需的细菌孢子和营养物质作为颗粒添加到混凝土配合料中。但水又成了微生物生长需要所缺少的成分。

因此，孢子处于休眠状态，直到雨水进入裂缝并激活它们。这种无害的细菌，属于杆菌属细菌，于是开始汲取养分，产生石灰石。纳入愈合剂的细菌食品是乳酸钙，一种牛奶成分。颗粒中所用的微生物能够承受混凝土的高碱性环境。

混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料。但它很容易出现裂缝，这意味着，结构物需要增加钢筋加以强化。强化过程中必然会出现部分“微裂缝”，这并不会直接导致强度损失。混凝土结构规范规定最大裂缝宽度小于等于0.3mm。但随着时间的推移，水与侵蚀性化学物一起进入这些裂缝并腐蚀混凝土。

研究自愈混凝土的研究工作是于2012年10月在荷兰代尔夫特理工大学进行的。这是微生物学家亨克·杨克斯和混凝土技术专家埃里克·施兰根的心血结晶。如果一切顺利的话，可以在2~3年内开始该系统的商业化运作过程。

在实验室中，已经能够完成宽度为0.5mm裂缝的愈合过程，比规范允许范围高两到三倍。现在正在加大力度，必须产生出大量的自愈剂，并开始做户外测试，在不同建筑物，不同类型的混凝土中检验这个概念是否能在实践中真正起作用。

所面临的主要挑战是要确保愈合剂足够强大，不至于在混合过程中损坏。但是，为了做到这一点，就必须要为颗粒加涂层，这是非常昂贵的。

该小组目前正在试图降低这一点对整个过程增加的成本。但预计在大约6个月内进一步完善的系统即可就位。之后将开始室外测试；该团队已经跟几个可提供帮助的建筑公司商谈过。然后将对混凝土进行最少两年的监测，看看它在这种现实工作环境下的表现如何。结果如果很满意，可以考虑尝试商业化生产。1