Beton hazırda dünyada ən çox istifadə edilən tikinti materialı olsa da, uzunmüddətli davamlılıq baxımından ciddi bir zəifliyə malikdir. Körpülər, tunellər, bəndlər və magistral yollar kimi vacib infrastrukturda istifadə edilən beton, zamanla əmələ gələn mikro çatlar səbəbindən su və xloridlər kimi zərərli maddələrin daxili quruluşa sızmasına imkan verir. Bu, içəridəki polad armaturun korroziyasına səbəb olur və struktur zəifliklərinə və yüksək texniki xidmət xərclərinə səbəb olur. Hər il qlobal miqyasda təmirə milyardlarla dollar xərclənir, sement istehsalının karbon emissiyalarına verdiyi töhfə isə getdikcə daha çox müzakirə olunur. Bu problemlər mühəndisləri özünü bərpa edən “ağıllı beton” kimi yeni nəsil materialları araşdırmağa vadar edib.
Bu sahədə ən diqqətəlayiq tədqiqatlardan biri Böyük Britaniyadakı Bat Universitetində aparılır. Kevin Paine-in rəhbərliyi ilə komanda, betonun içərisindəki bioloji sistemlər sayəsində çatların kortəbii şəkildə təmir edilə biləcəyi bir tikinti materialı hazırlayır. “Ağıllı beton” adlanan bu yanaşma bu yaxınlarda tam miqyaslı magistral paneldə sınaqlara başladı. Bu panel, materialın özünü bərpa qabiliyyətini müşahidə etmək üçün stress şəraitində nəzarətli şəkildə çatlayıb.
Bakteriyaların təsiri ilə yaranan “Kalsit Formalaşması” Betondakı çatları doldurur
Sistem bakteriyaların təsirindən yaranan kalsit əmələ gəlməsinə (mikrobioloji olaraq törədilən kalsit çöküntüsü) əsaslanır. Ekstremal mühitlərə davamlı olan Bacillus pseudofirmus kimi bakteriyalar betonun yüksək qələvi mühitində illərlə hərəkətsiz qala bilər. Lakin beton çatladıqda və su və oksigen içəri sızdıqda, bu bakteriyalar aktivləşir. Qida mənbələrini metabolizə edən bakteriyalar yan məhsul kimi kalsium karbonat (əhəngdaşı) istehsal edir. Bu mineral formasiya çatların içərisində təbii bir ləkə əmələ gətirir və zədələnmiş sahəni möhürləyir.
Tədqiqatçıların aradan qaldırmalı olduqları ən vacib texniki çətinliklərdən biri də bakteriyaların beton qarışdırma prosesi zamanı sağ qalmasını təmin etmək idi. Çünki beton qarışdırma prosesi yüksək mexaniki gərginlik və son dərəcə qələvi mühit səbəbindən mikroorqanizmlər üçün ölümcül ola bilər. Bu problemi həll etmək üçün tədqiqatçılar bakteriyaları və qida maddələrini mikrokapsullara yerləşdirərək qoruyublar. Bu kapsulalar, dərman çatdırılma sistemləri kimi, yalnız çat əmələ gəldikdə qırılır və bu da təmir prosesini başlayır.
Sahə sınaqlarında bakteriyalarla möhkəmləndirilmiş beton panellər onların işini yoxlamaq üçün nəzarətli şəkildə qırıldı. Çat əmələ gəldikdən sonra bakteriyaları aktivləşdirmək üçün su tətbiq edildi və zaman keçdikcə çat səthlərində mineral çöküntüləri müşahidə edildi. Bu çöküntülər qismən çat bağlanmasına səbəb oldu və bu da materialın tamamilə passiv bir strukturdan zədəyə cavab verə bilən “dinamik” bir materiala çevrilə biləcəyini nümayiş etdirdi. İlkin nəticələr həmçinin göstərir ki, bu bioloji əlavələr betonun əsas mexaniki möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmır.
Tədqiqat qrupu bildirir ki, onların uzunmüddətli məqsədi yalnız çatları təmir etməklə yanaşı, həm də ətraf mühit şəraitinə uyğunlaşan “canlı tikinti materialları” hazırlamaqdır. Bu texnologiya, xüsusən də texniki xidmət xərclərini azaltmaq, infrastrukturun ömrünü uzatmaq və sement istehsalından karbon emissiyalarını azaltmaq baxımından əhəmiyyətli potensiala malikdir. Lakin, metodun geniş istifadə olunması üçün istehsal prosesləri standartlaşdırılmalı, bakteriyaların uzunmüddətli sabitliyi təmin edilməli və genişmiqyaslı mühəndislik tətbiqlərində etibarlılığı daha da sınaqdan keçirilməlidir.
