用什么打造未来——自修复混凝土来了

用什么打造未来——自修复混凝土来了(来源: 新材料在线)

“用超吸收性聚合物填充的混凝土。当出现裂缝时，水进入使得超吸收性聚合物膨胀，可以阻止混凝土进一步吸收水而扩展裂纹”。

该种混凝土是作为一个叫做healCON的欧洲开拓者项目的一部分。开发自修复材料的这个想法很早就有，而且已经有几种材料被建议采用，虽然它们并没有真正实现大规模应用。去年，巴斯大学的研究人员们建议采用自修复混凝土，这个话题似乎得到一些反响。

Magnel混凝土研究实验室的技术总监Nele de Belie解释说，抗渗性是其关键因素：“你无法使得修复后的混凝土重新获得受损前的强度，它已经足够坚硬了。你需要做的是，重新获得其对液体的密闭性和抗渗性，从而可以维持更好的耐用性“。

大致上，将特殊聚合物添加到水泥混合物中，会使小裂缝愈合。科学家解释为，小裂缝本身并不是很大的问题，而阻止其长成大裂缝才是问题关键。“如果有一个小裂缝就立即开始修补，那么就没有会长大的风险。所以总结构不会有失效的风险。我们要在问题足够大之前阻止它”。

为了设计聚合物，该团队从大自然获取灵感。生物系统如骨骼，皮肤或植物有探测损伤，并迅速修复它的能力。他们希望混凝土可以做到这点。不用说，这种自愈混凝土的潜力在很多方面是巨大的，例如在稳定性、减少维护和维修成本等方面。

他们还尝试了另一种方法，其中之一是使用了更加有机的方式实现自修复混凝土，即细菌。“这些细菌是我们从地球上其他与混凝土环境相似的位置分离出来的，”代尔夫特理工大学的一位生物学家Henk Jonkers说 。“条件之一是要像石头一样。其次是具备强碱性，即高PH值。这些细菌喜欢在这些条件下生长。这些细菌是不致病的，不会对人类或环境造成损害”。

据介绍，这两种方法均通过了最初的实验室测试。例如，有细菌溶液时，一旦出现裂缝，细菌开始产生碳酸钙将其填充。目前尚不清楚这种填充物是如何坚不可摧的。接下来的步骤是，在大范围的现实生活条件下测试该技术，测试不可入性，并最终进行生命周期评估，看看它到底可以节省多少金钱和精力。“原始的成本将会增加。但是，如果你可以减少维护成本，增加结构的使用寿命，那么在最后，这种自我修复还是会呈现一个经济乐观的远景”。