Оценка деформаций ползучести бетона, модифицированного уреазными биодобавками

Данное исследование направлено на оценку влияния уреазных биодобавок на деформации ползучести бетона. Биодобавки на основе уреазных микроорганизмов Bacillus licheniformis сформированы с применением органических полимерных носителей, таких как альгинат натрия и гель-полимера на основе стирола, позволяющих сохранять уреазную активность до 180 сут на уровне 50–55 мкг NH₃/г/сут. Произведена оценка свойств сформированных образцов бетона, изготовленных с применением биодобавок. Уставлено, что применение биодобавок способствует снижению жесткости бетонной смеси по сравнению с контрольными образцами, т. е. биодобавки на основе уреазных бактерий проявляют пластифицирующие свойства. Значения предела прочности при сжатии увеличились на 8–15% по сравнению с контрольным образцом. Исследованы деформации ползучести бетона, полученного с применением уреазных биодобавок на основе микроорганизмов Bacillus licheniformis. Установлено, что применение биодобавок, иммобилизованных с применением органических полимерных носителей, снижает ползучесть бетона на 15–20%. При этом наиболее эффективной является комбинация биодобавки, изготовленной с применением альгината натрия, которая заполняет поры бетона и улучшает гидратацию цемента.

Е.С. ДЕРГУНОВА, канд. хим. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
М.А. ГОНЧАРОВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.В. МРАЕВ, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Липецкий государственный технический университет (398055, г. Липецк, ул. Московская, 30)

1. Negahban E., Bagheri A., Sanjayan J. One-Year study of restrained shrinkage and creep behaviours of geopolymer concrete. Construction and Building Materials. 2023. Vol. 376. 131057.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131057
2. Li Y., Chen P., Wang H., Chen Z., Zhang W., Qiu W. Creep prediction model of steel fiber reinforced alkali-activated slag recycled concrete. Construction and Building Materials. 2025. Vol. 505. 144731.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.144731
3. Liu Z., Gu Q. Evolution of creep energy and damage constitutive model for waste tire rubber concrete. Journal of Building Engineering. 2025. Vol. 112. 113877. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.113877
4. Zhang Y., Zhang H., Li H., Li B., Xu Z., Liu Z. Nonlinear tensile creep behavior and model improvement of early-age fly ash concrete incorporating temperature-control admixture. Journal of Building Engineering. 2025. Vol. 113. 114193. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.114193
5. Wei Y., Fan W., Yi J., Zhu B., Meng K., Li G. Effect of manufactured sand on shrinkage and creep of concrete: Experimental investigation and mitigation strategies. Structures. 2025. Vol. 80. 109997.
https://doi.org/10.1016/j.istruc.2025.109997
6. Fan Y., Tai W., Wang P., Xu P., Li Y. Experimental study on the low creep deformation of recycled coarse aggregate concrete. Construction and Building Materials. 2025. Vol. 496. 143760.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.143760
7. Qin J., Zhang H., Geng Y., Moy C.K.S., Wang Y. Creep behavior for concrete incorporating coal gangue coarse and fine aggregates. Journal of Building Engineering. 2025. Vol. 111. 113427.
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.113427
8. Zakari M.D., Wu J., Xie L., Harouna A.R.A. Explainable stacking-based hybrid machine learning for predicting uni-axial creep deformation in concrete. Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2026. Vol. 163. P. 1. 112843.
https://doi.org/10.1016/j.engappai.2025.112843
9. Zhang S., Hamed E., Amin A., Gilbert R.I. Meso-mechanical modelling and analysis of the creep of steel-fibre-reinforced concrete. Magazine of Concrete Research. 2025. Vol. 77. Iss. 19–20, pp. 1186–1203, https://doi.org/10.1680/jmacr.25.00096
10. Wu H., Miao Y., Xu Z., Wang D., Lu F., Kang S., Shu Z., Yang Y., Liu C. Research on pore distribution and creep properties of recycled plastic concrete. Construction and Building Materials. 2025. Vol. 485. 141947.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.141947
11. Wang Q., Ren X., Ballarini R. A multifield model for early-age massive concrete structures: Hydration, damage, and creep. Journal of Engineering Mechanics. 2020. Т. 146. No. 10. 04020115.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0001851
12. Turk O., Yehia S., Abdelfatah A., Elchalakani M. Sustainable concrete production: The potential of utilizing recycled waste materials. Journal of Building Engineering. 2024. Vol. 98. 111467. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.111467
13. Shilar F.A., Ganachari S.V., Patil V.B. A comprehensive review on the strength, durability, and microstructural analysis of bacterial concrete. Structures. 2024. Vol. 68. 107078. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2024.107078
14. Гончарова М.А., Дергунова Е.С., Свердлов А.А., Сдвижков М.А., Чигасов А.В. Исследование влияния уреазных биодобавок на пористость и водопоглощение цементных композитов // Строительные материалы. 2024. № 10. С. 56–61. EDN: KPNAJE. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-829-10-56-61
14. Goncharova М.А., Dergunova Е.S., Sverdlov А.А., Sdvizhkov М.А., Chigasov A.V. Investigation of the effect of urease bioadditives on porosity and water absorption of cement composites. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2024. No. 10, pp. 56–61. (In Russian). EDN: KPNAJE. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-829-10-56-61
15. Строкова В.В., Духанина У.Н., Балицкий Д.А., Дроздов О.И., Нелюбова В.В., Франк-Каменецкая О.В., Власов Д.Ю. Полиморфизм и морфология карбонатов кальция в технологиях строительных материалов, использующих бактериальную биоминерализацию (обзор) // Строительные материалы. 2022. № 1–2. С. 82–122. EDN: CZTLKX. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-82-122
15. Strokova V.V., Dukhanina U.N., Balitsky D.A., Drozdov O.I., Nelubova V.V., Frank-Kamenetskaya O.V., Vlasov D.Yu. Polymorphism and morphology of calcium carbonates in construction materials technologies using microbial biomineralization (review). Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2022. No. 1–2, pp. 82–122. (In Russian). EDN: CZTLKX. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-799-1-2-82-122
16. Martuscelli C., Soares C., Camões A., Lima N. Potential of Fungi for Concrete Repair. Procedia Manufacturing. 2020. Vol. 46, pp. 180–185. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.03.027