2018年3月18日日曜日

細菌でコンクリート修復

ぼや川より
高額の・クリーム肌が・受け付けず
・・・合いません・・・

コンクリートはヒビ割れと劣化がつきも
短期的には水和熱によるヒビ割れ
中長期的には収縮や地盤変化、アルカリ骨材反応など
コンクリートにヒビが入れば、中の鉄筋が腐食して膨張することで劣化が一気に進む
コンクリート構造物の劣化対策としては、高速道路やトンネルなどの耐震補強工事などで行われているような維持管理や補修補強といったメンテナンスがある
また、コンクリート構造物には、原発などのようにメンテナンスが難しいものもあり、また高速道路などのように長大で管理コストが莫大になるものもある

今後のことを考えれば耐久性の高いコンクリートの研究開発が重要に
ヒビ割れの起きにくいコンクリートができれば、コンクリート構造物の寿命は飛躍的に伸びるはず・・・
コンクリート自体が自分でヒビ割れを治癒したり修復したりする?
自然界の雨や空気中の二酸化炭素などを利用する研究
コンクリート中にファイバー繊維を混在させる研究etc
ただ、雨を利用するものは日本などのように軟水の地域では難しかったり
コストの面で引き合わなかったり
また、コンクリート中にポリマーなどを埋め込む技術は、コンクリート素材との相性や環境によって予測できない変化を引き起こす可能性も・・・
これらの技術では、特に水や空気中の成分、気温変化などの環境面のハードルが高い
雨や空気中の二酸化炭素を利用する技術では、修復できるのは0.2ミリまでの小さなヒビに限られ大量の水が必要となる・・・
そこで細菌を利用したコンクリートの自己治癒や補修の研究が
これは雨や空気中の二酸化炭素を利用する技術に似ているが、比較的大きなヒビにも対応が可能で充填能力や結合力も強く、熱による影響を受けにくくコンクリートとの相性もいい
自然界には無数の種類の細菌が存在
岩石の中にもいて、乾燥や高熱、強酸強アルカリなどの厳しい地球環境の中で生き抜いてきた
これらの細菌にはタイムカプセルのような胞子を形成し、200年以上も生きることのできるものも知られている
コンクリートの自己治癒や修復に使える細菌の研究はいくつかあり、耐アルカリの好気性芽胞形成菌(spore-forming bacteria)を使ったオランダのデルフト工科大のものが有名
芽胞形成菌は、ストレス環境下で芽胞(固い外皮)を作って土中などで休眠
環境が回復するのを待つ
熱や乾燥に強く、炭疽菌やボツリヌス菌などのように病原菌になったり食中毒を起こしたりする
オランダの研究で使われている芽胞形成菌は、安全性が確認されている種類のもので産業用バクテリア(Bacillus属、実験モデル生物の枯草菌と同じ種類)として一般的に使われているもの
この細菌を休眠させ、餌になる乳酸カルシウムと一緒に微小なマイクロカプセルに封じ込めてコンクリートに混ぜる
最大幅1ミリまでのヒビを自己治癒できるというこの技術は、すでに実用化され、日本でも北海道のコンクリート会社と共同開発している
コンクリートを細菌によって自己治癒修復する研究はこれ以外にもあり
アメリカのラトガーズ大学などの研究者はセルロースを分解する酵素を出す真菌(糸状菌、Trichoderma reesei)を使う
この細菌も産業用として一般的によく使われているもの
この細菌をコンクリートに混ぜると、ヒビができるまで休眠状態になる
混ぜる際に餌と一緒に微小カプセルに入れるのはオランダの研究と同じ
コンクリートにヒビができて水と酸素が供給されると細菌が目を覚まし、炭酸カルシウムを発生させてヒビを治癒修復する
オランダの研究との違いは、高濃度のカルシウムを必要としないこと
塩化ナトリウムの発生が抑えられて鉄筋の腐食を防ぐことができる

こうした自己治癒修復する技術は、今後に作られるコンクリート構造物に応用できそう
コンクリート・インフラの老朽化が進んでいる日本を含めた先進諸国では、すでにあるものへのメンテナンスや補修、劣化を止める技術が求められているのだろうが
今後の修復などにかかるライフサイクルコストを考えれば、より効果が高く信頼性のおけるコンクリート混合剤の研究開発が・・・

今日は~
ユーフォルビア フェロックス/ Euphorbia ferox
え~、アげてなかった
ウチに来たのは・・・?
去年?一昨年?
来た時より頭が伸びて
子がふいた

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