CDT En un estudio reciente publicado en la revista Construction and Building Materials, los investigadores estudiaron la eficacia de la autocuración de los materiales activados por álcalis (AAM) que contienen bacterias curativas encapsuladas (es decir, S. pasteurii) en gránulos porosos de vidrio expandido obtenidos a partir del reciclaje de residuos de vidrio.
Fuente: AZO Materials
Entre dos fuentes de calcio diferentes, a saber, el lactato de calcio y el cloruro de calcio, se descubrió que el lactato de calcio era la mejor materia prima de AAM debido a su rentabilidad y a que no tenía efectos perjudiciales sobre la corrosión de las barras de acero. Además, la gran precipitación de carbonato de calcio como compuesto autorregenerativo dominante dio lugar a un rápido llenado de grietas y a una disminución de la capacidad de absorción de agua.
Antecedentes
El cemento portland ordinario (OPC) es la materia prima de hormigón más utilizada, cuya producción contribuye al 12% del total de las emisiones mundiales de dióxido de carbono (CO2), según se informó en 2020. Estas elevadas emisiones de CO2 están asociadas a la descomposición térmica de su principal componente, la caliza.
Por su parte, los compuestos de escoria activada por álcalis ofrecen una alternativa prometedora a los OPC, que son polímeros inorgánicos obtenidos mediante la geopolimerización de recursos silíceo-aluminosos de residuos mineros y subproductos industriales específicos. Como no contienen clinker y se activan con activadores alcalinos acuosos, tienen una huella de CO2 muy baja en comparación con los OPC. Las principales fuentes de materiales silíceo-aluminosos son las escorias de acero, las cenizas volantes, los lodos rojos, las cenizas de cáscara de arroz, la piedra pómez volcánica y el metacaolín.
Además, los AAM debidamente curados presentan una mayor resistencia a la compresión, a la temperatura, a los ácidos y al impacto en comparación con los materiales basados en OPC. Sin embargo, su fragilidad inherente da lugar a frecuentes microfisuras, lo que plantea problemas de seguridad, capacidad de servicio y durabilidad de las estructuras de AAM. La reparación de estas microfisuras lleva mucho tiempo, es poco fiable y peligrosa y, en la mayoría de los casos, es indetectable e inaccesible, ya que se forman en el interior de las estructuras.
Las estructuras autorreparadoras son un nuevo enfoque para abordar estos problemas. Dichas estructuras incorporan aditivos hinchables, polímeros superabsorbentes, aditivos cristalinos, aleaciones con memoria de forma y microbios encapsulados que precipitan carbonato cálcico mediante la interacción iónica en sus paredes celulares. Sin embargo, los AAM necesitan más estudios sobre sus métodos específicos de autocuración.
Sobre el estudio
En este estudio, los investigadores utilizaron la bacteria alcalifílica y formadora de esporas S. pasteurii como agente de autocuración de las microfisuras generadas en las estructuras basadas en AAM. Las células bacterianas se conservaron inicialmente en glicerol a -75 ℃. Posteriormente, se cultivaron en placas de Petri de agar que contenían agua desionizada, extracto de levadura, sulfato de amonio (NH4)2SO4 y tampón tris alcalino (pH 9,0).
Además, se utilizó escoria granulada de alto horno (GGBFS) como precursor sólido; mientras tanto, se utilizó solución de silicato de sodio (Na2O(SiO2)) y pellets de hidróxido de sodio como activadores. El vidrio poroso y expandido (EG) obtenido a partir de residuos de vidrio reciclado se utilizó como depósito para las bacterias, sus nutrientes y dos tipos de fuentes de calcio, a saber, cloruro de calcio y lactato de calcio.
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