Physio-mechanische und mikrostrukturelle Eigenschaften von kostengünstigem selbstheilendem bakteriellen Beton auf Basis von Abfall-Eierschalen

Beton ist vielseitig, neigt jedoch zu Rissen, die seine Festigkeit und Haltbarkeit schwächen. Selbstheilender Beton kann Risse automatisch reparieren und dadurch deren Auftreten verhindern. Frühere Studien konzentrierten sich darauf, die Effizienz der Selbstheilung im Beton zu verbessern, um Risse zu regulieren und ihre Auswirkungen zu minimieren. Leider sind die anfänglichen Kosten für selbstheilenden Beton in Bezug auf die Calcitniederschlagung durch bakterielle Aktionen hoch. Die aktuelle Studie implementierte Maßnahmen zur Kostenreduzierung, indem Calciumlactat aus Abfall-Eierschalen und Milchsäure unter Verwendung eines kostengünstigeren Wachstumsmediums aus Hefeextrakt und Melasse synthetisiert wurde. Um Proben von selbstheilendem Beton herzustellen, wurde eine Mischung aus OPC, Sand, Kies, Wasser, Calciumlactat und Bacillus subtilis-Bakterienlösung direkt bei einer Konzentration von (9,84 x 106 und 4,56 x 108) Zellen/mL gemischt. Die Studie ergab, dass die Verarbeitbarkeit von bakteriellem Beton die von herkömmlichem Beton übersteigt, was auf die Zugabe von Calciumlactat zurückzuführen ist, das als Verzögerungsmittel wirkt und die Fließfähigkeit der Mischung verbessert. Während einer 28-tägigen Aushärtungsperiode erhöhte bakterieller Beton mit einer Dosierung von 20 mL bei einer Konzentration von 9,84 x 106 Zellen/mL die Druckfestigkeit um 14,37 % und reduzierte die Wasseraufnahme um 23,05 %. Dies könnte auf die Calcitniederschlagung durch Bakterien zurückzuführen sein, die Hohlräume und Mikrorisse in der Betonstruktur füllt. Die Studie entdeckte auch, dass Risse kleiner als 0,5 mm innerhalb von 14 Tagen aufgrund der von bakterieller Aktivität produzierten Calcitbildung vollständig geheilt wurden. Bilder von Rasterelektronenmikroskopen und Röntgenbeugung bestätigten das Vorhandensein von Calcit in diesen Rissen. Darüber hinaus hob die aktuelle Studie die Kostensenkungen bei selbstheilendem bakteriellen Beton auf Basis von Abfall-Eierschalen im Vergleich zu anderen studienbezogenen Ergebnissen hervor. Insgesamt betont die Studie die Vorteile der Verwendung von bakteriellem selbstheilendem Beton: umweltfreundlich, kostengünstig, verbessert die Verarbeitbarkeit, Festigkeit und Haltbarkeit und kann Risse autonom ohne menschliches Eingreifen reparieren.