بتن خود ترمیم شونده: انقلابی در صنعت ساخت و ساز
امروزه بتن به عنوان یکی از مصالح اصلی در صنعت ساخت و ساز به شمار میآید. تمایل زیاد صنعت به استفاده از مصالح بتنی منجر به انجام تحقیقات زیادی در زمینه اصلاح معایب آن شده است. یکی از ضعفهای مشهور بتن، ترکخوردگی و در نتیجه کاهش ایمنی و دوام سازهها میباشد.
در سالیان اخیر، نسل جدیدی از بتنهای الیافی شکلپذیر تحت عنوان کامپوزیتهای مهندسی بر پایه مصالح سیمانی توسط دکتر لی در دانشگاه میشیگان ابداع شده است. این مواد به دلیل رفتار کششی با شکلپذیری زیاد و قابلیت ترکخوردگی متعدد، عرض ترکها را بسیار کوچک نگه داشته و سبب ترمیم خود به خودی ترکها بدون نیاز به دخالت انسان و فقط به کمک آب و دیاکسید کربن هوا میشوند. شگفتآور آنکه پس از ترمیم، بتن تقریباً با همان سختی و مقاومت نمونه اولیه رفتار مینماید.
چرا ترکخوردگی بتن یک مشکل جدی است؟
بتن پرطرفدارترین مصالح ساختمانی است و از حدود ۲۰۰۰ سال قبل که رومیها معابد را از آن ساختند، ما در تلاشیم که آن را بادوامتر کنیم. اما صرف نظر از دقت در ترکیب و مقاومسازی، تمام بتنها روزی ترک خواهند خورد و این ترکها میتوانند به فروریختن بنا منجر شوند.
پروفسور هنک یونکرس، از دانشگاه فنآوری دلف در هلند توضیح میدهد: «مشکل ترکهای بتن، نشت دادن آنهاست. اگر ترک وجود داشته باشد، آب به زیرزمین و یا پارکینگ نفوذ میکند. دوم اینکه اگر این آب به میلگردهای فولادی مقاومکننده بتن برسد و آنها زنگ بزنند، ساختمان فرو خواهد ریخت.»
بتن زیستی (Bio-Concrete): راه حل طبیعت برای سازهها
پروفسور یونکرس به روشی کاملاً جدید برای طولانی کردن عمر بتن دست یافته است. او میگوید: «ما بتن زیستی را اختراع کردهایم؛ این نوع بتن به وسیلهی باکتریها خود را ترمیم میکند.»
بتن زیستی ترکیبی مانند بتن معمولی دارد، اما با یک عنصر اضافه: «عامل ترمیمکننده». این عامل در طول ترکیب کردن دستنخورده باقی میماند و فقط زمانی فعال میشود که بتن ترک خورده و آب به آن نفوذ کند.
راز بتن خود شفا: باکتری باسیل و لاکتات کلسیم
یونکرس، که یک میکروبشناس است، از سال ۲۰۰۶ کار بر روی این پروژه را آغاز کرد. چالش اصلی یافتن باکتریای بود که بتواند در محیط خشن و قلیایی بتن زنده بماند و سالها به حالت خفته منتظر بماند تا با نفوذ آب فعال شود.
باکتری «باسیل» برای این کار انتخاب شد، زیرا در محیط قلیایی رشد میکند و گردههایی تولید میکند که میتواند سالها بدون غذا و اکسیژن زنده بماند. چالش بعدی، وادار کردن باکتری به تولید سنگآهک برای ترمیم ترک بود. برای این کار، باکتری به منبع غذایی نیاز داشت. در نهایت، «لاکتات کلسیم» به عنوان منبع غذایی انتخاب شد.
فرآیند به این صورت است که باکتری و لاکتات کلسیم در کپسولهایی از جنس لاستیک قابلتجزیهی زیستی قرار داده شده و با سیمان خیس مخلوط میشوند. وقتی ترکها در بتن شکل میگیرند، آب وارد شده و کپسولها را باز میکند. سپس باکتریها با خوردن لاکتات، کلسیم را با یونهای کربن ترکیب کرده و «کلسیت» یا سنگآهک تولید میکنند که باعث بسته شدن شکافها میشود.
آیندهای نوین با ساختمانهای زیستی
امید است که این فناوری، عصر جدیدی از ساختمانهای زیستی را آغاز کند. این ترکیب هوشمندانه از مصالح ساختمانی و طبیعت است. طبیعت قابلیتهای رایگان زیادی را فراهم میکند و اگر بتوانیم آن را در مصالح خود به کار بریم، میتوانیم به شدت از آن بهرهمند شویم. این یک مثال عالی از پیوند طبیعت و محیط ساخت برای رسیدن به مفهومی نوین است.
تحریریه معماری آرل
منبع: civilica، fardanama، آرل
