پژوهشگران ژاپنی با کشف تفاوت آشکار میان جوامع میکروبی درون بتن و سطح آن، نشان دادهاند که بررسی این میکروبها میتواند بهعنوان یک شاخص هشداردهنده برای تشخیص زودهنگام فرسودگی و آسیبهای پنهان در سازههای بتنی استفاده شود.
به گزارش سیناپرس، بتن یکی از آشناترین مصالح ساختمانی است، اما هنوز ناشناختههای بسیاری درباره دنیای میکروبی درون آن وجود دارد. پژوهشگران دانشگاه هیروشیما و کیوتو در ژاپن دریافتند پس از سختشدن بتن، میکروبهایی که از طریق مواد اولیه وارد آن شدهاند، در درون آن محبوس میشوند و اجتماعاتی تشکیل میدهند که از میکروبهای سطحی جدا هستند. نشانههای دیاِناِی این میکروبها حتی در برابر گرمای ۷۰ درجه سانتیگراد ناشی از مغزهگیری (نمونهبرداری از عمق بتن) نیز مقاومت میکنند.
پژوهشگران میگویند این یافتهها که در نشریه Case Studies in Construction Materials منتشر شده، نشان میدهد که میکروبها میتوانند بهعنوان شاخصهای هشداردهنده زودهنگام برای تشخیص آسیبهای پنهان در سازهها عمل کنند.
در ژاپن، مدیران ساختمانها، نیروهای فنی و حتی ساکنان، مسئولیت نظارت بر ایمنی ساختمانهای فرسوده را بر عهده دارند. چنین شاخصهایی روزی میتوانند ابزارهای سادهای در اختیار این افراد قرار دهند؛ درست مانند دماسنج و فشارسنج که هر کسی میتواند سلامت خود را با آنها بسنجد.
انگیزهای برای سادهسازی نگهداری از سازهها
چاینا کوراتومی (China Kuratomi)، دانشجوی دکتری دانشگاه هیروشیما و نویسنده اول این مطالعه، میگوید: انگیزه من این بود که نگهداری از سازههای بتنی را برای طیف وسیعتری از مردم دسترسپذیرتر کنم. همانطور که تغییرات سلامت خود را با دمای بدن میسنجیم، امیدوارم وضعیت ساختمانها نیز با شاخصهای ساده فهمیدنی باشد.
یکی از اعضای گروه پژوهشی در حال نمونهبرداری از قطعات بتنی
آیا میکروبها میتوانند نشاندهنده فرسودگی بتن باشند؟
دانشمندان مدتهاست میدانند میکروبها در بتن زندگی میکنند؛ اما بیشترِ مطالعات پیشین بر معرفی باکتریهای مفید برای بهبود عملکرد بتن متمرکز بودند. این گروه پژوهشی پرسش دیگری را مطرح کرد: آیا میکروبهایی که از پیش در بتن وجود دارند، میتوانند نشان دهند که بتن در حال فرسودگی است؟
برای پاسخ، ابتدا باید مشخصه میکروبی بتن سالم تعریف میشد و سپس مشخص میگردید که آیا روشهای نمونهبرداری، دادهها را مخدوش میکنند یا خیر.
مهاجرت میکروبها؛ نشانهای از آسیب
پژوهشگران با بررسی ژنی که در همه باکتریها وجود دارد، جوامع میکروبی سطوح بتن، درون آن و مواد اولیه را نقشهبرداری کردند. آنها دریافتند جوامع میکروبی درون بتن با جوامع سطحی تفاوت آشکاری دارند. میکروبهای سطحی از محیط اطراف وارد بتن میشوند، اما میکروبهای درونی عمدتاً از مواد اولیه (سیمان، ماسه، شن و آب) به بتن منتقل میشوند.
پس از سختشدن بتن، بیشتر این میکروبها از بین میروند. محیط خورنده بتن که فاقد مواد مغذی کافی است، برای بقای میکروبها بسیار خشن است و منافذ ریز آن مانع از جابهجایی میشود.
به نقل از ایرنا، آتسوشی تراموتو (Atsushi Teramoto)، پژوهشگر دانشگاه هیروشیما و کیوتو، میگوید: یافته شگفتانگیز این است که با وجود متخلخلبودن بتن، در بتنهای فشرده و سالم، میکروبها به ندرت از سطح به درون نفوذ میکنند و حتی درون خود بتن نیز جابهجا نمیشوند؛ بنابراین، مهاجرت میکروبها میتواند نشانه وجود نقصهایی مانند ترکخوردگی باشد؛ این یعنی اطلاعات میکروبی میتواند بهعنوان شاخصی تازه برای تشخیص فرسودگی بتن بهکار رود.
گام بعدی پژوهش
پژوهشگران در مرحله بعد میخواهند بدانند بتن تا چه حد باید آسیب ببیند تا میکروبها بتوانند از آن عبور کنند. آنها همچنین قصد دارند بررسی کنند که جابهجایی میکروبها چه چیزی را درباره مشکلات پنهان درون سازه آشکار میسازد