Вымывания дорожной соли на бетонных мостах

Бактерии, которые на протяжении тысячелетий работали в качестве каменщиков природы, вскоре могут быть зачислены на службу, чтобы помочь нейтрализовать разрушительное воздействие дорожной соли. По данным Исследовательского совета по транспорту, для обеспечения безопасности судоходства зимой требуется около 10 миллионов тонн дорожной соли. И хотя это, безусловно, эффективный метод предотвращения снега и льда, примерно в это время года мы начинаем видеть, как это сказывается на нашей инфраструктуре в виде трещин, выбоин и ударов.

Оксихолорид кальция

Оказывается, эти неровности - это не просто неизбежные неприятности, связанные с износом - они на самом деле вызваны химическим веществом, которое образуется, когда соль реагирует с поверхностью мостов и тротуаров, которые сделаны из бело-серого бетона. Химическое вещество, вызывающее хаос, в окраске химии называется оксихолоридом кальция - CAOXY - и образуется, когда обычный тип дорожной соли, хлорид кальция, реагирует с гидроксидом кальция, который является компонентом бетона. CAOXY является разрушительным компонентом. Когда он образуется внутри бетона, он расширяется, создавая внутренние бедствия и трещины, которые затем усиливаются за счет растрескивания в цикле замораживания-оттаивания. В то время как ведутся исследования по разработке новых типов бетона, таких как самонагревающийся бетон, который может растопить снег и лед без необходимости использования соли, возможно, было бы более целесообразно обработать дороги чем-то, что все же позволило бы соли делать свое дело.

Бактерии, срывающие химическую реакцию

Инженеры-строители, инженеры-экологи и специалисты по материалам, решили, что любое противоядие от повреждения, связанного с CAOXY, должно предотвращать химическую реакцию, которая его формирует. Но ограничить реакцию сложно, поскольку она может происходить при температуре выше нуля. Это означает, что CAOXY может начать формироваться почти, как только соль отправится в путь. Один из лучших способов предотвратить возникновение реакции - убедиться, что для нее недостаточно ингредиентов. Итак, ученые хотели создать еще одну химическую реакцию, которая могла бы израсходовать кальций в дорожную соль, прежде чем он вступит в реакцию с CAOXY. Природа предоставила идеальное решение в виде некоторых талантливых бактерий. На другой стороне нашей лаборатории студенты изучали бактерии Sporosarcina pasteurii, чтобы понять, как они выполняют свою магию. Бактерии, которые обычно находятся в почве, обладают уникальной способностью превращать питательные вещества и кальций в карбонат кальция или кальцит - также известный как известняк, распространенный камень в земной коре. Этой бактерии S. pasteurii приписывают внесение известняка в качестве связующего (или клея), способствующего формированию коралловых рифов и способствующего связыванию и стабилизации почвы. Это исследование показало, как бактерии могут производить свой собственный бетон, который можно использовать для ремонта поврежденных мраморных поверхностей.