Mikrobiologie potkává stavebnictví: Bakterie chrání povrch silnic před dírami | EkonTech.cz


Mikrobiologie potkává stavebnictví: Bakterie chrání povrch silnic před dírami

Technik / bakterie silnic
2. 5. 2019 - 10:53

Bakterie sporosarciny dovedou zpevnit písek nebo půdu tím, že vytvoří přírodní cement z uhličitanu vápenatého. Když se přimíchají do betonu, tak v něm fungují stejně. Do značné míry zabrání tvorbě prasklin, které jinak vznikají kvůli zimnímu solení.

Když je zima, tak silničáři obvykle solí vozovky, aby zůstaly průjezdné navzdory sněhu a ledu. Řidiči to nepochybně oceňují, ale na povrch vozovek to má poměrně zničující vliv. Při zimní údržbě se na silnice často aplikuje chlorid vápenatý, který ovšem bohužel reaguje s hydroxidem vápenatým v betonu, přičemž vzniká chlornan vápenatý (anglicky někdy označovaný jako CAOXY). Problém je v tom, že tahle sloučenina v betonu nabývá na objemu a vede k jeho praskání. Na silnicích pak vznikají díry. A právě s tím by nám mohly pomoct bakterie.

Yaghoob Farnam z americké Drexel University ve Filadelfii a jeho spolupracovníci využili služeb pozoruhodné bakterie Sporosarcina pasteurii (dříve Bacillus pasteurii). Tahle bakterie je známá tím, že když má k dispozici zdroj vápníku a močovinu, tak zařídí zpevnění písku, půdy nebo podobného substrátu vysrážením uhličitanu vápenatého, procesem označovaným jako mikrobiální srážení uhličitanu vápenatého (MICP, podle anglického „microbiologically induced calcite precipitation“). Vznikne tím přírodní cement.

Pokud jde o problém se solením vozovek či podobných ploch, které dostávají v zimě pořádně zabrat, bakterie sporosarciny dovedou přeměnit problematický chlorid vápenatý na zmíněný mikrobiální cement. Farnam s kolegy smíchali sporosarciny s běžným typem cementu, který se používá při stavbě silnic. Do směsi ještě přidali živiny, které tyto bakterie potřebují k růstu. Z cementu vytvořili vzorky betonu, které po dobu 28 dní vystavili působení roztoku chloridu vápenatého.

Když pak badatelé následně porovnali tyto vzorky se vzorky tradičního betonu, které byly vystaveny stejnému zacházení, tak zjistili, že v betonu s příměsí sporosarcin vzniklo mnohem méně destruktivního CAOXY. Bakterie totiž přeměnily chlorid vápenatý na uhličitan vápenatý a tím mu zabránily reagovat s hydroxidem vápenatým a nastartovat tím neblahý proces, který končí vznikem prasklin v betonu.

Nakolik je použití bakterií sporosarcin pro výrobu betonu bezpečné? Farnam a jeho tým analyzovali strukturu „bakteriálního“ betonu pomocí akustických vibrací a zjistili, že tento beton je zcela srovnatelný s běžným betonem. Dokonce je prý možné, že tvorba uhličitanu vápenatého bakteriemi ve skutečnosti zlepší odolnost takového betonu. Výhodou je i to, že se sporosarciny běžně vyskytují v okolním prostředí a nezpůsobují žádné infekce. Beton s těmito bakteriemi by tedy neměl nijak ohrozit životní prostředí ani jeho lidské obyvatele.

Zdroj: Drexel University