Микробите во бетонот би можеле да го променат начинот на проценка на состојбата на објектите

Иако бетонот важи за еден од најчесто користените градежни материјали, неговата внатрешна структура сè уште крие бројни непознаници. Ново истражување спроведено од научници од универзитетите во Хирошима и Кјото сугерира дека микроорганизмите заробени во бетонот може да играат клучна улога во проценката на неговата состојба.

Според резултатите објавени во списанието Case Studies in Construction Materials, микробите што влегуваат во бетонот преку суровините остануваат затворени по стврднувањето, формирајќи специфични заедници во рамките на материјалот.

Овие внатрешни микробни зони значително се разликуваат од оние на површината, а нивните генетски траги опстојуваат дури и за време на стандардните методи на испитување, вклучително и дупчење што произведува температури до 70°C.

Нов пристап за следење на состојбата на конструкциите

Истражувачите веруваат дека микроорганизмите би можеле да станат сигурен индикатор за раните фази на деградација на бетонот. Во контекст на Јапонија, каде што има сè поголем број стари згради и каде што одговорноста за нивното одржување често ја преземаат управителите на зградите или самите станари, овие наоди отвораат можност за развој на поедноставни дијагностички алатки.

Првиот автор на студијата, Чина Куратоми, истакнува дека целта на истражувањето била да се приближи одржувањето на бетонските конструкции до поширок круг на луѓе. Идејата е дека состојбата на објектите може да се следи преку достапни индикатори, слично на тоа како луѓето ги следат основните здравствени параметри, додека експертите би интервенирале кога е потребна детална анализа.

Истражување на микробни заедници во бетонот

За разлика од претходните студии кои се занимавале со додавање бактерии за подобрување на перформансите на материјалот, овој тим ги анализирал веќе присутните микроорганизми за да утврди дали тие можат да укажуваат на почеток на оштетување.

За да добијат прецизни резултати, истражувачите прво го дефинирале основниот микробен „потпис“ на здравиот бетон. Исто така го анализирале влијанието на методите за земање примероци и испитувале дали микроорганизмите можат да се движат низ структурата на материјалот.

Со секвенцирање на генот 16S rRNA, микробните заедници се мапирани на површината, во внатрешноста на бетонот и во самите сировини – цемент, песок, чакал и вода. Примероците се собирани со методи на дупчење и дробење.

Авторот на студијата, Атсуши Терамото, нагласил дека стандардизација на методите за земање примероци сè уште не постои, што го отежнува правилното толкување на резултатите и примената на микробиолошките податоци во дијагностиката на бетонот.

Внатрешните и надворешните зони – два различни света

Резултатите покажале јасна разлика помеѓу микроорганизмите на површината и оние во бетонот. Додека површинските заедници го одразуваат влијанието на надворешната средина, внатрешните потекнуваат главно од сировините што се користат за време на производството.

По стврднувањето, повеќето микроорганизми не преживуваат поради неповолни услови – висока алкалност, недостаток на хранливи материи и ограничен простор за движење. Во таква средина преживуваат воглавном бактериите од групите Proteobacteria и Actinobacteria.

Исто така, утврдено е дека микроорганизмите во квалитетно изведениот и набиен бетон речиси воопшто не се движат, ниту од површината кон внатрешноста, ниту во самиот материјал.

Токму оваа ограничена подвижност на микроорганизмите може да стане клучен сигнал за детекција на проблеми. Доколку се воочи нивна миграција, тоа може да укаже на појава на пукнатини или зголемена поврзаност на порите во структурата на бетонот.

Истражувачите заклучуваат дека следењето на овие промени би можело да претставува нов пристап во дијагностицирањето деградации на кострукциите, овозможувајќи рана реакција и поефикасно одржување.

Понатамошни насоки на истражување

Следната фаза на истражување ќе се фокусира на утврдување на степенот на оштетување потребен за микроорганизмите да почнат да се движат низ бетонот, како и на разбирање на информациите што нивното движење може да ги обезбеди за скриените проблеми во конструкцијата.