فحص قوة الخرسانة

الخرسانة ذاتية الشفاء

تقوم التكنولوجيا الخضراء بتضمين البكتيريا ذاتية التنشيط في الخرسانة لجعلها تلتئم ذاتيًا ، ولكن هل ستفوز على صناعة البناء التي تتجنب المخاطر؟

من بين جميع بواعث الكربون التي تحيط بنا كل يوم ، من السهل التغاضي عن أكثرها انتشارًا: الخرسانة.

وفقًا لتقرير WBCSD ، فإن المواد التي تبني مبانينا وتمهد طرقنا وتمتد عبر جسورنا هي المادة الأكثر إنتاجًا واستهلاكًا على وجه الأرض بصرف النظر عن الماء. بحلول عام 2030 ، سيضع النمو الحضري في الصين والهند إنتاج الأسمنت العالمي عند 5 مليارات طن متري سنويًا ، حيث يكون الإنتاج الحالي مسؤولاً بالفعل عن 8 ٪ من إجمالي الانبعاثات العالمية ، وفقًا لتقرير WWF.

على الرغم من أن تأثيرها البيئي بعيد كل البعد عن أن تكون الخرسانة حميدة ، إلا أن الخرسانة – التي تُعرَّف على أنها خليط من الركام والماء ومواد المسحوق الهيدروليكي المعروفة باسم الأسمنت – مفيدة بشكل لا يصدق وقابلة للتطبيق على نطاق واسع. بفضل متانتها ، والمواد الخام سهلة المصدر والمقاومة الحرارية ، فمن غير المرجح أن تحل محلها مادة بناء بديلة على نطاق واسع في أي وقت قريب.

هندريك يونكرز ، عالم الأحياء الدقيقة في جامعة دلفت والمتأهل للتصفيات النهائية في حفل توزيع جوائز المخترعين الأوروبيين السنوي العاشر الأخير ، لديه خطة لزيادة عمر الخرسانة. تم تصميم ابتكاره ، الذي يدمج البكتيريا المنتجة للحجر الجيري ذاتية التنشيط في مواد البناء ، لتقليل كمية الخرسانة الجديدة المنتجة وخفض تكاليف الصيانة والإصلاح لمسؤولي المدينة وأصحاب المباني وأصحاب المنازل.

تجمع الخرسانة ذاتية الإصلاح الخاصة بـ Jonkers بين مجالين: الهندسة المدنية وعلم الأحياء البحرية.

قال جونكرز: “قرأ أحد زملائي ، وهو مهندس مدني ليس لديه معرفة بعلم الأحياء الدقيقة ، عن تطبيق البكتيريا المنتجة للحجر الجيري على الآثار [للحفاظ عليها]”. “سألني:” هل من الممكن للمباني؟ “ثم كانت مهمتي هي العثور على البكتيريا المناسبة التي لا يمكنها البقاء على قيد الحياة عند خلطها بالخرسانة فحسب ، بل أيضًا بدء عملية الشفاء الذاتي.

عندما يتعلق الأمر بخرسانة Jonkers ، فإن الماء هو المشكلة والعامل الحفاز الذي ينشط الحل. يتم خلط البكتيريا (Bacillus pseudofirmus orSporosarcina pasteurii) وتوزيعها بالتساوي في جميع أنحاء الخرسانة ، ولكن يمكن أن تظل كامنة لمدة تصل إلى 200 عام طالما يوجد طعام على شكل جزيئات. فقط مع وصول عدو الخرسانة نفسه – تسرب مياه الأمطار أو الرطوبة الجوية إلى الشقوق – تبدأ البكتيريا في إنتاج الحجر الجيري الذي يصلح الشقوق في النهاية. إنها عملية مشابهة لتلك التي تقوم بها الخلايا البانية في أجسامنا والتي تصنع العظام.

علاج هذه التشققات بالطريقة القديمة ليس بالمصروفات الصغيرة. وفقًا لـ HealCON ، فإن تكلفة الصيانة السنوية للجسور والأنفاق والبنية التحتية الأساسية الأخرى في الاتحاد الأوروبي التي تعمل على الخرسانة ذاتية الإصلاح تصل إلى 6 مليارات يورو (4.2 مليار جنيه إسترليني) سنويًا.

يأتي الاختراع في ثلاثة أشكال: رذاذ يمكن تطبيقه على البناء الحالي للشقوق الصغيرة التي تحتاج إلى إصلاح ، وملاط إصلاح للإصلاح الهيكلي للضرر الكبير والخرسانة ذاتية الإصلاح نفسها ، والتي يمكن خلطها بكميات حسب الحاجة. في حين أن الرذاذ متاح تجاريًا ، فإن الأخيرين يخضعان حاليًا لاختبارات ميدانية. أحد التطبيقات التي يتوقع جونكرز أنها ستكون مفيدة على نطاق واسع للمخططين الحضريين هو البنية التحتية للطرق السريعة ، حيث يكون استخدام أملاح إزالة الجليد ضارًا بالطرق المعبدة بالخرسانة.

أمر مشجع كما يبدو ، لا يمكن لخرسانة جونكرز ذاتية الإصلاح معالجة الشقوق الواسعة جدًا أو الحفر على الطرق حتى الآن ؛ التكنولوجيا قادرة حاليًا على إصلاح الشقوق التي يصل عرضها إلى 0.8 مم. وعلى الرغم من أن صنع الخرسانة الأفضل هو نهج أكثر جدوى للبناء المستدام من التحول إلى مادة بناء جديدة تمامًا ، فإن هذا لا يعني أن الابتكار رهان أكيد. التكلفة الحالية ستكون باهظة بالنسبة للكثيرين. يبلغ سعر المتر المكعب القياسي من الخرسانة 70 يورو ، وفقًا لجونكرز ، في حين أن سعر المتر المكعب من الخرسانة سيكلف 100 يورو.

يقول جون ألكر ، مدير السياسات في مجلس المباني الخضراء في المملكة المتحدة ، إن نجاح أي تقنية بنية تحتية خضراء جديدة يعتمد على قدرة المبتكرين مثل Jonkers على إثبات الفائدة الخاصة لمنتج ما ، سواء كان ذلك حول التكلفة أو تمكين العميل من تحقيق الأهداف البيئية .

الإعلانات

قال ألكر: “لقد رأينا الكثير من الابتكارات حول الخرسانة لأنها منتج ذو تأثير كبير من حيث الطاقة التي تدخل في إنتاجها وهي في الوقت نفسه منتج إنشائي مهم للغاية على مستوى العالم”. لكنه يقول إن إقناع صناعة البناء بتغيير سلوكها سيكون صعبًا. “يعود الأمر إلى رغبة العملاء والمطورين المبتكرين في تجربة مبانيهم ومحاولة اختبار هذه المواد وإثبات سجل حافل قبل أن يتبعهم الآخرون.”

على الرغم من أن جونكرز يدرك تحديات الوصول إلى اعتماد واسع للمادة ، إلا أنه يشير إلى أنه في البيئات المعرضة للخطر بشكل خاص – مثل المجتمعات الساحلية أو المناطق الاستوائية التي تشهد هطولًا شديدًا للأمطار – يرى البعض بالفعل تحليل التكلفة والعائد لاستخدام هذا التكنولوجيا منذ البداية.

قال جونكرز: “قمنا بمشروع في الإكوادور حيث صنعنا قناة خرسانية ونظام ري بخرسانة ذاتية الإصلاح”. “نجري اختبارات في جميع أنحاء العالم في البلدان النامية حيث أدركوا أنه على الرغم من أن هذا أغلى من التكنولوجيا الحالية ، إلا أنهم يرون الأرباح لأنه سيتعين عليهم تجنب الإصلاح باستمرار.”

مصدر:

مصدر الصورة: http://www.readymadeseminar.com/2015/06/bacteria-based-self-healing-concrete.html

#Midtech