"נַלְבִּישֵׁךְ שַׂלְמַת בֶּטוֹן וָמֶלֶט..." ('שיר בוקר' / נתן אלתרמן)

מאת אמיר גילדור

חוקרים מ-MIT פיתחו בהשראת הטבע מתודולוגיה חדשה לבחינת תחליפים לתערובות המלט המסורתיות, במטרה לייצר בטון חזק ועמיד יותר לאורך זמן.

בטון הינו החומר המלאכותי הנפוץ ביותר בעולם. הוא מורכב מתערובת של חצץ, חול ומלט. עירוב החומרים נעשה כיום בשיטות מסורתיות, שלא מאפשרות שליטה מדויקת במבנהו הפנימי. חוסר הדיוק מקשה על ייצור של בטון חזק ועמיד לאורך זמן שכן המבנה הפנימי משפיע במידה רבה על תכונות אלו.

במחקר שנערך במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) נבדקה האפשרות לשנות מן היסוד את שיטת ייצור הבטון ולשפר את חוזק הבטון ועמידותו על ידי מציאת תחליפים למלט, שיאפשרו שליטה טובה יותר על מבנה הבטון. בנוסף, הפחתת השימוש במלט היא בעלת חשיבות סביבתית, שכן ייצור מלט דורש אנרגיה רבה מאוד.

כדי לאפשר למהנדסים לבחון את יעילותם של תחליפי המלט השונים בשיפור הבטון, החוקרים פיתחו מתודולוגיה לבחינת ההשפעה של המבנה הפנימי של הבטון על חוזקו ועל עמידותו לאורך זמן. המתודולוגיה בוחנת את המבנה בקני מידה שונים, החל מהרמה הננומטרית ועד לרמת המקרו. זאת על ידי שימוש בטכנולוגיות הדמיה מתקדמות כגון תהודה מגנטית, מיקרוסקופ אלקטרוני, סורק, והדמיית רנטגן. שיטות אלו מאפשרות לבחון את נקבוביוּת הבטון, שמוכרת כאחד הגורמים המרכזיים שמשפיעים על איכותו.

ההשראה לפיתוח המתודולוגיה החדשה שאובה מעולם החי. החוקרים בחנו תחילה דוגמאות שונות למבנים חזקים מאוד המוכרים בטבע כדוגמת עצמות וספוגי-ים. לאחר מכן, הם קישרו בין המבנה הננומטרי והמיקרומטרי של החומר הביולוגי לחוזקו ולעמידותו לאורך זמן ברמת המקרו. על בסיס הקשרים הללו נבנתה מתודולוגיה כללית לקישור בין מבנה החומר בקני מידה שונים לחוזק המבנה הכללי ולעמידותו, אשר הוסבה לשימוש מהנדסי המלט.

                                 ספוגי ים. תמונה מאת Dlloyd תחת רישיון CC 

החוקרים מקווים שהמתודולוגיה החדשה, שפותחה בהשראת מבנים מהחי, תאפשר למהנדסים למצוא תחליפים יעילים למלט המסורתי. זאת במטרה לשפר את איכות הבטון ולבנות מבנים חזקים ועמידים לאורך זמן רב מהמקובל כיום.

 

למידע נוסף