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O concreto é um material de construção amplamente utilizado que apresenta fissuras e baixa resistência à tração, que afetam sua durabilidade. Uma abordagem de autocura bioinspirada utilizando proteínas microbianas é promissora para melhorar as propriedades do concreto.
Neste estudo, examinamos o efeito de uma proteína derivada de resíduos de leite (caseína) no sistema cimentício. Caseína foi adicionada em quantidades variadas (0.5%, 1% e 2% em peso do volume de cimento) a amostras de concreto e argamassa que foram curadas por vários dias em água e no ar. As resistências à compressão e flexão foram medidas, e a morfologia das amostras foi estudada por microscopia eletrônica de varredura. A estrutura química e o processo de cura das amostras também foram determinados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e análise termogravimétrica..
As amostras alteradas com caseína apresentaram resistência à tração melhorada e menores distribuições de tamanho de poros do que a amostra de controle. A resistência à tração aumentou com a quantidade de caseína adicionada, sugerindo que a proteína melhorou a adesão interfacial e densificou a microestrutura. A proteína também demonstrou ligar-se à pasta de cimento endurecido e ao carbonato de cálcio., aumentando a formação de etringita e as fases de ligação do CaCO3 carbonatado.
Avaliar o efeito de células bacterianas incorporadas à proteína na cura e fortalecimento do concreto, uma bactéria (Pseudomonas fluorescentes) foi cultivado, e sua proteína ativa de biorremediase foi extraída. A proteína foi então incorporada em corpos de prova de argamassa à base de cimento pozolana e suas resistências à compressão e flexão foram medidas.. As concentrações de células bacterianas foram monitoradas e diminuíram com o tempo de exposição no concreto.