Globálně nejpopulárnějšímu stavebnímu materiálu, betonu, se toho nedá moc vytknout. Jistě, je tu patrná environmentální zátěž spojená s jeho produkcí. Ale jinak je svými vlastnostmi blízký dokonalosti. Má to jen jednu vadu: i když je skutečně odolný, není vůči opotřebení zcela imunní. Stárne a postupně degraduje, jako prakticky všechno kolem nás, byť u betonu je časový horizont rozpadu skutečně vzdálený. Náklady na jeho opravu/úpravu pak narůstají s objemem, a přidruženými komplikacemi rekonstrukcí. Oživit betonové struktury vodních hrází nebo jiných masivních staveb pak skutečně není nic snadného.
Už žádné opravy silnic, ranvejí a přehrad
Inženýři z relativně málo známé Binghamton University ve státě New York se nyní rozhodli otázku oprav betonu vyřešit velmi originálním způsobem. Navrhli a v praxi otestovali beton, který vůbec nestárne. Jak je to možné? Jejich produkt se totiž průběžně obnovuje. „Je to nová dimenze odolnosti stavebního materiálu,“ říká s nadšením Congrui Jin, docentka fakulty mechanického inženýrství. „Beton, který se sám obnovuje, zaceluje praskliny a udržuje se ve stále stoprocentním stavu. S takovým materiálem stavíte skutečně jen jednou, a navždy.“ Za tímto „zázrakem“ přitom stojí substance, kterou bychom si s betonem asi nespojovali. Houby.
„Drobné povrchové praskliny, často jen mikroskopických rozměrů, jsou symptomem budoucích daleko masivnějších následků,“ popisuje Jin. Bez potřebné údržby se totiž zvětšují a prohlubují, promrzají. Nejenže zvolna erodují objem stavby, ale mohou přivést vodu, kyslík (případně oxid uhličitý a chloridy solí) až k „nosné“ struktuře ocelových tyčí železobetonu. Boj proti nim je poněkud nesnadný. Jednak nejsou při běžném pohledu patrné, a příhodné erozní podmínky se vyskytují prakticky všude v okolí betonu. Komplexní výměna narušeného betonu je drahá, a často na hranici proveditelnosti.
„Příkladem může být nucená odstávka chladicích věží jaderných elektráren, nebo masivů přehradních stěn nádrží,“ říká Jin. „Takže jsem začal přemýšlet nad tím, jak to udělat, aby toho nebylo zapotřebí.“ Inspirací se mu stalo samo lidské tělo, respektive jeho samo-opravné mechanismy. „Jizvy se zacelují, zlomené kosti srůstají. Je to model, který dává smysl. Jenže nic nevznikne jen tak samo od sebe, i lidské tělo přijímá živiny, aby mohl proces obnovy běžet. Začal jsem tedy hledat takové substance, které by mohly fungovat uvnitř betonu, dokázaly se samy zásobovat živinami, a mohly by zacelovat narušené části v hloubi i při povrchu.“
Houba, která málem položila armádu
Myšlenka oslovila i profesora Guangwen Zhoua, a docenty Ning Zhanga a Davida Daviese. Společně pak začali hledat látku, která by byla „dormantní“, spící, ale v případě povrchového narušení betonu by se rychle probrala k životu. Odpovědí jim byla mezofilická vláknitá houba Trichoderma reesei. Ta už není Američanům (a zvláště jejich armádě) neznámá. Za druhé světové války způsobila Spojencům v Tichomoří nemalé potíže. Velmi pohotově totiž rozkládala naskladněné plátno vojenských uniforem, kožené popruhy zbraní a těsnění v motorech vozidel. A US Army tehdy nevědomky houbu roznesla ze Šalamounových ostrovů (kde je tento nenápadný organismus doma) do celého světa.
Nyní by tento svůj prohřešek mohla houba napravit. Když ji totiž umístíte (i s živinami „do startu“) přímo do betonové směsi, uloží se k vyčkávacímu spánku. „A když se k ní, v důsledku prvních prasklin, dostane voda a vzduch, znovu ožije,“ popisuje Jin. Houba se „živí“ oxidem uhličitým, a odpadním produktem jejího metabolismu je uhličitan vápenatý. A čím více vzduchu a vody se jí dostane, tím je její růst a produkce odpadu rychlejší. Velmi rychle tak dojde k zacelení prasklin, a spory hub znovu přejdou do klidové fáze. Výzkumníci z Binghamton University nyní řeší, zda by bylo možné podobně využít i některé druhy kvasinek. Zatím ale žádná jiná houba nebo kvasinka nesnáší tak dobře „pohřbení do betonu“ a opakované cykly probouzení.
Sdílet / hodnotit tento článek