Определение термина «биобетон» представляет собой нетривиальную задачу. На первый взгляд, под ним можно понимать любой материал, созданный с использованием биологических компонентов — от древних связующих на основе казеина, крови или других жидкостей организма до современных композитов с микроорганизмами. В этом широком смысле биобетон охватывает всю историю человечества, где биологические вещества применялись для упрочнения строительных смесей.
Казеин (молочный белок) — использовался как связующее в штукатурках и декоративных покрытиях.
Белок из яиц — применялся для повышения прочности и пластичности растворов.
Кровь животных — добавлялась в известковые растворы для улучшения сцепления и водонепроницаемости.
Желатин — использовался как органический пластификатор.
Растительные масла (льняное, конопляное) — применялись для гидроизоляции и повышения эластичности.
Крахмал — добавлялся для регулирования вязкости.
Молочная сыворотка — использовалась как связующее вещество.
Древесный сок и смолы — применялись для повышения прочности и влагостойкости.
Бактерии рода Bacillus — продуцируют карбонат кальция, заживляя трещины.
Споры микроорганизмов — сохраняют жизнеспособность в цементной матрице и активируются при контакте с влагой.
Питательные среды для бактерий (лактоза, кальций-лактат) — обеспечивают метаболизм микроорганизмов.
Хитозан — биополимер из панцирей ракообразных, используется как модификатор прочности.
Целлюлоза — добавляется для регулирования вязкости и удержания воды.
Лигнин — побочный продукт древесины, применяется как пластификатор.
Биоэнзимы — ускоряют процессы минерализации и кристаллизации.
В технологии пенобетона ключевым этапом является образование устойчивой пены, которая затем смешивается с цементным раствором.
Для этого используют пенообразователи на основе белков (чаще всего гидролизаты животного происхождения — из крови, костной муки, рогов, копыт, перьев).
Белковые пенообразователи дают мелкопористую и стабильную пену, что обеспечивает равномерную структуру ячеистого бетона.
| Тип пенообразователя | Источник | Преимущества | Недостатки |
|---|---|---|---|
| Белковые | Животные белки (гидролизаты крови, рогов, перьев, яиц) | Высокая прочность пенобетона, мелкие равномерные поры, долговечность | Более высокая цена, ограниченный срок хранения |
| Синтетические | Химические ПАВ (сульфонаты, лаурилсульфаты) | Дешевле, проще в производстве | Поры крупнее, прочность ниже, долговечность хуже |
Белковые пенообразователи чаще используют для конструкционного пенобетона, где важна прочность и долговечность.
Синтетические — для теплоизоляционных марок, где прочность не критична.
Альгинаты (из морских водорослей) — формируют гели, повышающие прочность.
Кератин (из шерсти и перьев) — исследуется как армирующий биополимер.
Коллаген — может использоваться как органическое связующее.
Биоцементы на основе грибов — мицелий применяется для формирования прочных структур.
Биополимеры из кукурузы и сои — PLA и другие материалы тестируются как экологичные добавки.
Аутогенное заживление биобетонна на освове микроорганизмов— естественное заполнение трещин продуктами гидратации цемента.
Автономное заживление биобетонна на освове микроорганизмов — использование бактерий и специальных питательных сред для образования минеральных кристаллов.
Самозалечивание трещин: снижение затрат на ремонт.
Увеличение срока службы: долговечность конструкций возрастает в несколько раз.
Экологичность: сокращение использования химических герметиков.
Применимость в гидротехнических сооружениях: устойчивость к воздействию воды и агрессивных сред.
Таким образом, спектр биологических веществ в строительных смесях охватывает всё — от традиционных органических добавок (яйца, кровь, молоко) до современных биотехнологических решений (бактерии, биополимеры, мицелий).
Что бы оставить комментарий войдите
Комментарии (0)