โปรตีนคอนกรีตจากเคซีนและเคซีนเพื่อการรักษาตนเองและเสริมสร้างความเข้มแข็ง

คอนกรีตเป็นวัสดุก่อสร้างที่ใช้กันอย่างแพร่หลายซึ่งมีการแตกร้าวและมีความต้านทานแรงดึงต่ำ, ซึ่งส่งผลต่อความทนทานของมัน. วิธีการรักษาตนเองที่ได้รับแรงบันดาลใจทางชีวภาพโดยใช้โปรตีนจากจุลินทรีย์มีแนวโน้มว่าจะปรับปรุงคุณสมบัติของคอนกรีตได้.

ในการศึกษาครั้งนี้, เราตรวจสอบผลของโปรตีนที่ได้จากกากนม (เคซีน) บนระบบซีเมนต์. เคซีนถูกเติมในปริมาณที่แตกต่างกัน (0.5%, 1% และ 2% โดยน้ำหนักของปริมาตรปูนซีเมนต์) ไปจนถึงตัวอย่างคอนกรีตและปูนที่บ่มในน้ำและในอากาศเป็นเวลาหลายวัน. วัดกำลังรับแรงอัดและแรงดัดงอ, และศึกษาสัณฐานวิทยาของตัวอย่างด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด. โครงสร้างทางเคมีและกระบวนการบ่มของตัวอย่างยังถูกกำหนดโดยฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีและการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริก.

ตัวอย่างที่แก้ไขเคซีนแสดงให้เห็นความต้านทานแรงดึงที่ดีขึ้นและการกระจายขนาดรูพรุนต่ำกว่าตัวอย่างควบคุม. ค่าความต้านทานแรงดึงเพิ่มขึ้นตามปริมาณเคซีนที่เติมเข้าไป, แนะนำว่าโปรตีนช่วยเพิ่มการยึดเกาะของพื้นผิวและทำให้โครงสร้างจุลภาคมีความหนาแน่นมากขึ้น. โปรตีนยังแสดงให้เห็นว่าสามารถจับซีเมนต์เพสต์แข็งและแคลเซียมคาร์บอเนตที่อัดแน่นอย่างแน่นหนา, เพิ่มการก่อตัวของเอตริงไทต์และเฟสการจับตัวของ CaCO3 คาร์บอเนต.

เพื่อประเมินผลของเซลล์แบคทีเรียที่รวมเข้ากับโปรตีนในการรักษาและเสริมความแข็งแรงของคอนกรีต, แบคทีเรีย (ซูโดโมแนส ฟลูออเรสเซนส์) ได้รับการปลูกฝัง, และสกัดโปรตีนไบโอรีมีเดียสที่ออกฤทธิ์ออกมา. จากนั้น โปรตีนจะถูกรวมเข้ากับตัวอย่างปูนซีเมนต์ปอซโซลานา และวัดกำลังรับแรงอัดและแรงดัดงอของพวกมัน. ติดตามความเข้มข้นของเซลล์แบคทีเรียและพบว่าลดลงตามเวลาที่สัมผัสกับคอนกรีต.