自愈混凝土

簡介

自愈混凝土，是指可自行修補裂縫的實驗性混凝土，它包含有可生產石灰石的細菌，通過作用於結構的腐蝕性雨水加以激活。這種新材料有可能會提高混凝土的使用壽命，其結果是節約相當大的成本。

自愈混凝土中的癒合劑使混凝土成本增加50%，總建築成本也只增加1%~2%。維護費用在這個總成本的比例要高得多，預計通過延長混凝土的使用壽命可節省大筆費用。

出於耐用性原因，為了提高建築物的使用壽命，就必須讓混凝土微裂紋癒合。研究人員將混凝土癒合所需的細菌孢子和營養物質作為顆粒添加到混凝土配合料中。但水又成了微生物生長需要所缺少的成分。

因此，孢子處於休眠狀態，直到雨水進入裂縫並激活它們。這種無害的細菌，屬於桿菌屬細菌，於是開始汲取養分，產生石灰石。納入癒合劑的細菌食品是乳酸鈣，一種牛奶成分。顆粒中所用的微生物能夠承受混凝土的高鹼性環境。

混凝土是世界上使用最廣泛的建築材料。但它很容易出現裂縫，這意味著，結構物需要增加鋼筋加以強化。強化過程中必然會出現部分“微裂縫”，這並不會直接導致強度損失。混凝土結構規範規定最大裂縫寬度小於等於0.3mm。但隨著時間的推移，水與侵蝕性化學物一起進入這些裂縫並腐蝕混凝土。

自愈混凝土的研究工作是於2012年10月在荷蘭代爾夫特理工大學進行的。這是微生物學家亨克·楊克斯和混凝土技術專家埃里克·施蘭根的心血結晶。如果一切順利的話，可以在2~3年內開始該系統的商業化運作過程。

在實驗室中，已經能夠完成寬度為0.5mm裂縫的癒合過程，比規範允許範圍高兩到三倍。現在正在加大力度，必須產生出大量的自愈劑，並開始做戶外測試，在不同建築物，不同類型的混凝土中檢驗這個概念是否能在實踐中真正起作用。

所面臨的主要挑戰是要確保癒合劑足夠強大，不至於在混合過程中損壞。但是，為了做到這一點，就必須要為顆粒加塗層，這是非常昂貴的。

該小組目前正在試圖降低這一點對整個過程增加的成本。但預計在大約6個月內進一步完善的系統即可就位。之後將開始室外測試；該團隊已經跟幾個可提供幫助的建築公司商談過。然後將對混凝土進行最少兩年的監測，看看它在這種現實工作環境下的表現如何。結果如果很滿意，可以考慮嘗試商業化生產。