Milieuvriendelijk, zelfhelend beton met bacteriën

Samen met cement is beton verantwoordelijk voor 6 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot. Een paar procent klinkt als niet veel, maar het gaat jaarlijks wel om 2,5 miljard ton CO2. Dat getal bleef maar knagen aan Wil Srubar, universitair docent aan de faculteit Civil, Environmental and Architectural Engineering van Colorado University Boulder.

Van jongs af aan is Srubar gefascineerd door de wijze waarop planten en dieren stevige bouwwerken neerzetten. Zo rijpte langzamerhand het idee dat cyanobacteriën –beter bekend als blauwalg– bij het produceren van bouwmateriaal een helpende hand zouden kunnen bieden.

Zand en gelatine

Deze eencellige organismen, die met name in water leven, produceren calciumcarbonaat. Een mengsel van bacteriën, zand en gelatine levert na een paar dagen een keiharde steen op met een kwaliteit die gelijk is aan het huidige beton, schrijft Srubar in het januarinummer van het wetenschappelijke tijdschrift Matter.

De bacteriën gebruiken de gelatine als voedsel en het calciumcarbonaat dat ze achter laten, kit de zandkorrels aan elkaar. Bijkomend voordeel is dat ze de daarvoor benodigde CO2 opnemen uit de lucht, wat een flinke milieuwinst oplevert.

Tot zijn grote verrassing lukte het Srubar de productiestap een aantal keren te herhalen. Hij hakte de steen in tweeën en stopte beide delen weer in een mal met voldoende zand en gelatine, waarna er opnieuw een steen ‘groeide’. Dat groeien gaat vrij snel, na dertig dagen was hij drie cycli verder en had hij acht stenen in handen.

Green Basilisk

Srubar is niet de enige bouwkundige die zijn oog heeft laten vallen op micro-organismen. Henk Jonkers, onderzoeker aan de TU Delft en grondlegger van de Delftse start-up Green Basilisk, voegt ze toe aan beton om scheuren in een vroeg stadium te repareren. De bacteriën die hij gebruikt, leven in vulkanen, zijn resistent tegen hitte en koude en kunnen in sporenvorm zeker 200 jaar overleven.

Treedt er scheurvorming op in dit zelfhelend beton, dan zorgt intrekkend water ervoor dat de sporen uit hun winterslaap worden gehaald. Om de bacteriën zit een coating van het bioplastic polymelkzuur, wat meteen als voedsel dient. Het calciumcarbonaat dat ze produceren, is in staat om scheurtjes tot een breedte van 0,8 millimeter binnen drie weken te repareren.

Milieuwinst

Ook de toepassing van zelfhelend beton levert een forse milieuwinst op. Er is minder onderhoud nodig en de levensduur wordt met veertig jaar verlengd. De methode is ook geschikt om gewoon beton te repareren. Daarvoor moeten de bacteriën met behulp van een vloeistof in de scheuren worden gebracht.

Milieuvriendelijk, zelfhelend beton met bacteriën

Wetenschap & techniek

RD.nl in uw mailbox?