Wetenschapsforum

hallo allemaal heb een interesant artikel gevonden over betonrot waarin bacteriën(biologie)een grote rol in spelen en ik wil het aan julie voorstellen

Bacteriën tegen betonrot

12-08-2008 08:29 | W. J. Eradus



alinea1

Zelfherstellend beton waarin scheurtjes weer dichtgroeien; het zou dé oplossing kunnen zijn voor betonrot. Bacteriën die kalksteen aanmaken, bieden perspectief.

Een scheurtje in beton is voor de sterkte niet zo erg, aldus de Delftse microbioloog dr. Henk Jonkers. „Maar als daardoor water en zouten bij de metalen wapening komen, gaat deze roesten. Roest neemt meer ruimte in dan staal, waardoor het omliggende beton verbrokkelt. Dan heb je in één klap twee problemen.

Het beton kan minder goed drukkrachten opnemen en de roestende wapening vangt de trekkrachten, die op de constructie worden uitgeoefend, slechter op. Reparatie of preventie van betonrot is kostbaar en niet altijd mogelijk, denk aan ondergrondse betonconstructies.”

Pionier op het gebied van zelfherstellende materialen is Scott White van de universiteit van Illinois. In 2001 was hij succesvol met het inbedden van bolletjes van tweecomponentenepoxy in kunststoffen die bij beschadiging scheuren opvulden. Later kwam de Amerikaans onderzoekster Sooki S. Bang van de South Dakota School of Mines and Technology op het idee beschadigd beton te repareren met een opgebrachte coating, een soort pleister, waarin kalksteenproducerende bacteriën zaten.

Jonkers: „Dat bracht ons op de gedachte om bacteriën al bij het gieten van beton in te sluiten. Als bij beschadigingen water zou binnendringen, moeten die kleine organismen automatisch worden aangezet om kalksteen als een soort reparatiemortel af te scheiden en daarmee de scheuren te dichten.”

alinea 2

Bacteriesporen

Het eerste probleem was geschikte bacteriën te vinden die in beton kunnen overleven. Ze dienen bestand te zijn tegen een extreem basisch milieu -de zuurgraad van beton is rond de 13- en ze mogen bij het mixen van beton niet worden fijngewreven. Als de micro-organismen deze kwellingen hebben doorstaan, moeten ze ook nog tientallen jaren in beton kunnen overleven.

Jonkers: „Ik ging op zoek naar bacteriën die in vergelijkbare omstandigheden leven en vond twee soorten die geschikt leken: bacteriën die leven in Siberische sodameren in Rusland, die sterk alkalisch zijn, en in steen levende bacteriën die ik in Spanje vond.”

Met deze bacteriën deed Jonkers proeven om vast te stellen of ze ook in beton wisten te overleven en daarbij kalksteen konden produceren. Hij mengde daartoe niet de bacteriën zelf, maar bacteriesporen met beton. Jonkers: „Sporen kun je beschouwen als een soort zaad waarmee bacteriën in extreme omstandigheden, zoals droogte en voedseltekort, kunnen overleven. Er zijn micro-organismen gevonden waarvan de sporen na 200 jaar nog levensvatbaar waren, meer dan voldoende voor het gebruik in beton.”

Uiteindelijk vond hij bacteriën die geschikt leken. Ze behoorden tot de soort Bacillus. „Het is beslist geen enge soort, je kunt hem in iedere achtertuin aantreffen.”

Sporen van deze bacteriën mengde hij met beton. Wanneer dat na het uitharden scheurt, komen de sporen tot leven. Die gaan zich dan snel vermenigvuldigen en kalksteen produceren. Ze gebruiken daarvoor het meegemengde calciumformaat of opgeloste organische stoffen uit grondwater. Jonkers: „Vooral dat laatste is ideaal, omdat dan de kalksteenproductie in principe oneindig kan doorgaan en we geen stoffen hoeven toe te voegen die het beton verzwakken.”

alinea 3

Levensduur

Jonkers verwacht veel van zijn bacteriebeton. Het moet de levensduur van dit meest gebruikte bouwmateriaal ter wereld aanzienlijk verlengen. De bacteriën zijn makkelijk te kweken en daarom hoeft dit zelfhelend beton niet veel duurder te zijn dan normaal beton.

Vanuit de markt is al belangstelling getoond voor het project, maar het testen van het bacteriebeton zal zeker nog twee jaar duren, denkt Jonkers. „We hebben technieken ontwikkeld waarmee we in korte tijd de verbetering van de houdbaarheid over een veel langere periode kunnen bepalen.”

Toepassingen ziet hij vooral in ondergrondse betonstructuren, waar het moeilijk is om onderhoud te plegen en water toch al aanwezig is. Maar ook kan flink worden bespaard op onderhoud en reparaties. „Ik kreeg laatst een dramatisch Amerikaans rapport onder ogen, waarin gesteld werd dat maar liefst 50 procent van de bruggen aldaar onmiddellijk onderhoud vereist, omdat ze min of meer op instorten staan. Een enorm kostbare aangelegenheid. Dan zou zelfhelend beton een uitkomst zijn.”

alinea 4

Harde ondergrond

Niet alleen in beton, ook in de bodem kunnen kalksteenvormende bacteriën nuttig werk doen. Delftse wetenschappers binnen de researchsgroep Smartsoils (”intelligente grondsoorten”) van het onderzoeksinstituut Deltares onderzoeken hoe zandbodems met behulp van bacteriën kunnen worden verstevigd. Ze spuiten daarvoor de bacterie Sporosarcina pasteurii, verwant aan de in beton gebruikte Bacillussoort, samen met voedingsstoffen (calciumchloride en ureum) in de bodem. Resultaat is een harde, maar doorlaatbare bodem van zandsteen.

Dit biedt interessante perspectieven voor de wegenbouw. Daar wordt nu nog vaak beton in de bodem geïnjecteerd om een stevige ondergrond te krijgen. Deltares ontwikkelt daarbij een interessante toepassing om de bacteriën in te zetten voor de strandbedekking voor nog aan te leggen kunstmatige eilanden in Dubai. Het speciaal geïmporteerde hagelwitte zand zou zonder verdere bewerking gewoon wegspoelen. Als het echter zo hard wordt als zandsteen, zouden de mensen er hun voeten aan kunnen bezeren. Een halfverharde bodem moet dan uitkomst bieden. Dat kan, want met behulp van bacteriën is het mogelijk de mate waarin het zand wordt verhard naar believen in te stellen.

heb tekst gelezen en begrijp een paar woorden niet ik denk dat ze biologische betekenis hebben daarom plaats ik het hier(heb ze ook nog verdeeld in alinea's om het makkelijker te maken om zinnen op te zoeken)

allinea 1 lijn 8-10:In 2001 was hij succesvol met het inbedden van bolletjes vantweecomponentenepoxy in kunststoffen die bij beschadiging scheuren opvulden.

allinea 2 lijn 16-17:Ze gebruiken daarvoor het meegemengde calciumformaat of opgeloste organische stoffen uit grondwater.

Misschien goed om de volgende keer de bron ook te melden. Hoe dan ook, zowel tweecomponenten epoxy en calcium formaat hebben niet zozeer met biologie te maken, het zijn chemische stoffen.

De tweecomponenten epoxy is een epoxy die zoals de naam doet vermoeden bestaat uit 2 aparte componenten, zodra je deze mengt zal je pas epoxy krijgen. Ik zou me dus voor kunnen stellen dat wanneer je beide componenten in aparte bolletjes stopt en deze met je plastic mengt dat je dan bij een breuk van je plastic een beetje van beide componenten gemengt krijgt waardoor de breuk zou kunnen hetstellen.

In het geval van calcium formaat zal er door deze bacterien blijkbaar kalksteen van worden gemaakt. Het hoe is zeker een vraagstuk met een biologische inslag. Een beetje handig zoeken op het internet zou het vraagstuk op moeten lossen. Calcium formaat is een zout van formaat (de substantie, niet de grootte). Een hele leuke japanse Database verteld mij dat er slechts 1 bekend enzyme is wat iets met formaat aan kan, zijnde formaat dehydrogenase. Als we dan ook nog weten dat zandsteen voornamelijk bestaat uit calciet (CaCO₃) dat maakt het gewoon tot een ordinaire polymorph van calcium carbonaat.

Als we dan zien dat het product van het eerder genoemde enzym CO₂ is dan kunnen we redelijk in elkaar gaan zetten wat er volgens de theorie zou moeten gebeuren. Er komt een barst in het beton, er komt zuurstof en water bij de bacterie. Deze bacterie scheidt vervolgens CO₂ uit, CO₂ kan een reactie aangaan met een aangezuurde calcium oplossing, waardoor CaCO₃ gevormd word.

Ik ben niet zeker of de schrijver van het artikel dit ook zo heeft bedoeld, maar dit zou voor zover ik weet de enige manier zijn om met een bacterie van calciumformaat, zandsteen te maken.

dankjewel voor de uitleg en sorry dat ik de bron ben vergeten te zetten het zal niet meer gebeuren