Iako beton važi za jedan od najčešće korišćenih građevinskih materijala, njegova unutrašnja struktura i dalje krije brojne nepoznanice. Novo istraživanje koje su sproveli naučnici sa univerziteta u Hirošimi i Kjotu ukazuje na to da mikroorganizmi zarobljeni u betonu mogu imati ključnu ulogu u proceni njegovog stanja.
Mikroorganizmi bi mogli postati pouzdan indikator ranih faza degradacije betona (Foto: China Kuratomi/Hiroshima University)
Prema rezultatima objavljenim u časopisu Case Studies in Construction Materials, mikrobi koji dospevaju u beton kroz sirovine ostaju zatvoreni nakon očvršćavanja, formirajući specifične zajednice unutar materijala.
Ove unutrašnje mikrobne zone značajno se razlikuju od onih na površini, a njihovi genetski tragovi opstaju čak i tokom standardnih metoda ispitivanja, uključujući bušenje koje proizvodi temperaturu do 70°C.
Oglas
Novi pristup praćenju stanja konstrukcija
Istraživači smatraju da bi mikroorganizmi mogli postati pouzdan indikator ranih faza degradacije betona. U kontekstu Japana, gde je sve veći broj starih objekata i gde odgovornost za njihovo održavanje često preuzimaju upravnici zgrada ili sami stanari, ovakvi nalazi otvaraju mogućnost razvoja jednostavnijih dijagnostičkih alata.
Prvi autor studije, China Kuratomi, istakao je da je cilj istraživanja bio da se održavanje betonskih konstrukcija približi širem krugu ljudi. Ideja je da se stanje objekata može pratiti putem dostupnih pokazatelja, slično kao što ljudi prate osnovne zdravstvene parametre, dok bi stručnjaci intervenisali kada je potrebna detaljna analiza.
Istraživanje mikrobnih zajednica u betonu
Za razliku od ranijih studija koje su se bavile dodavanjem bakterija radi poboljšanja performansi materijala, ovaj tim je analizirao već prisutne mikroorganizme kako bi utvrdio da li mogu ukazivati na početak oštećenja.
Da bi dobili precizne rezultate, istraživači su najpre definisali osnovni mikrobni "potpis" zdravog betona. Takođe su analizirali uticaj metoda uzorkovanja i ispitivali da li se mikroorganizmi mogu kretati kroz strukturu materijala.
Sekvenciranjem 16S rRNA gena mapirane su mikrobne zajednice na površini, unutar betona i u samim sirovinama - cementu, pesku, šljunku i vodi. Uzorci su prikupljani metodama bušenja i drobljenja.
Autor studije Atsushi Teramoto naglasio je da standardizacija metoda uzorkovanja još ne postoji, što otežava pravilno tumačenje rezultata i primenu mikrobioloških podataka u dijagnostici betona.
Unutrašnje mikrobne zone značajno se razlikuju od onih na površini (Foto: China Kuratomi/Hiroshima University)
Unutrašnje i spoljašnje zone - dva različita sveta
Rezultati su pokazali jasnu razliku između mikroorganizama na površini i onih unutar betona. Dok površinske zajednice odražavaju uticaj spoljne sredine, unutrašnje potiču uglavnom iz sirovina korišćenih tokom proizvodnje.
Nakon očvršćavanja, većina mikroorganizama ne opstaje zbog nepovoljnih uslova - visoke alkalnosti, nedostatka hranljivih materija i ograničenog prostora za kretanje. U takvom okruženju preživljavaju uglavnom bakterije iz grupa Proteobacteria i Actinobacteria.
Takođe je utvrđeno da se mikroorganizmi u kvalitetno izvedenom i zbijenom betonu gotovo uopšte ne kreću, ni sa površine ka unutrašnjosti, niti unutar samog materijala.
Upravo ta ograničena pokretljivost mikroorganizama može postati ključni signal za detekciju problema. Ukoliko se uoči njihova migracija, to može ukazivati na pojavu pukotina ili povećanu povezanost pora u strukturi betona.
Istraživači zaključuju da bi praćenje ovih promena moglo predstavljati novi pristup u dijagnostici degradacije konstrukcija, omogućavajući ranije reagovanje i efikasnije održavanje.
Dalji pravci istraživanja
Naredna faza istraživanja biće usmerena na utvrđivanje stepena oštećenja potrebnog da bi mikroorganizmi počeli da se kreću kroz beton, kao i na razumevanje informacija koje njihovo kretanje može pružiti o skrivenim problemima u konstrukciji.
