بیوسمنت نوعی ماده نوآورانه زیستی است که به عنوان جایگزینی مدرن برای سیمان سنتی در ترکیب بتن و ملات طراحی شده است. این ماده با بهره گیری از منابع تجدیدپذیر و کاهش وابستگی به تولید سیمان، تأثیرات منفی زیست محیطی را به شکل قابل توجهی کاهش می‌دهد. علاوه بر این، بیوسمنت در برخی موارد، استحکام و دوام بالاتری نسبت به سیمان معمولی از خود نشان می‌دهد و می‌تواند بخشی از حرکت جهانی به سوی ساخت‌وساز پایدار باشد. این فناوری پیشرفته نه تنها به حفظ منابع طبیعی کمک می‌کند، بلکه امکان بهره برداری از خاصیت های خودترمیمی را نیز در آینده فراهم می‌سازد.
فرآیند تولید بیوسمنت به چه صورت است؟
انتخاب میکروارگانیسم‌ها
در این مرحله، میکروارگانیسم‌های مناسب برای تولید کربنات کلسیم انتخاب می‌شوند. این باکتری‌ها معمولاً از خانواده باسیل‌ها هستند که توانایی تولید آنزیم اوره‌آز را دارند.
تغذیه میکروارگانیسم‌ها
برای شروع فرآیند تولید بیوسمنت، این میکروارگانیسم‌ها نیاز به منابع غذایی مانند اوره و کلسیم دارند. با افزودن این مواد به محیط رشد باکتری‌ها، آن‌ها شروع به تولید آنزیم اوره‌آز می‌کنند.
تشکیل کربنات کلسیم
آنزیم اوره‌آز با تجزیه اوره، آمونیاک و دی‌اکسید کربن تولید می‌کند. دی‌اکسید کربن با یون‌های کلسیم واکنش داده و کربنات کلسیم ایجاد می‌کند. این کربنات کلسیم به‌طور طبیعی ذرات خاک یا شن را به هم متصل کرده و باعث ایجاد یک ماده مستحکم مشابه سیمان می‌شود.
مزایای بیوسمنت در مقایسه با سیمان سنتی
بیوسمنت (BioCement)در مقایسه با سیمان‌های سنتی دارای مزایای متعددی است که آن را به یک گزینه مناسب برای آینده ساخت‌وساز تبدیل کرده است:
کاهش انتشار دی‌اکسید کربن: تولید سیمان سنتی نیاز به فرآیندهای پرانرژی دارد که منجر به تولید مقادیر زیادی دی‌اکسید کربن می‌شود. در مقابل، تولید بیوسمنت از فرآیندهای بیولوژیکی استفاده می‌کند که نیازی به سوخت‌های فسیلی ندارند و بنابراین انتشار دی‌اکسید کربن را به حداقل می‌رسانند.
استفاده از منابع طبیعی پایدار: برخلاف سیمان سنتی که به منابع معدنی نیاز دارد، بیوسمنت از میکروارگانیسم‌ها و مواد غذایی قابل تجدید استفاده می‌کند. این امر باعث کاهش فشار بر منابع طبیعی و بهبود پایداری محیط زیست می‌شود.
تولید در دمای پایین: فرآیند تولید سیمان سنتی نیاز به دماهای بسیار بالا دارد، در حالی که بیوسمنت در دماهای معمولی و حتی در شرایط محیطی تولید می‌شود. این ویژگی باعث کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های تولید می‌شود.
دوام و پایداری بالا: بیوسمنت با ایجاد پیوندهای محکم بین ذرات مواد، می‌تواند به دوام و مقاومت بالایی دست یابد. این ویژگی آن را به یک گزینه مناسب برای ساخت‌وساز در مناطق با شرایط جوی سخت و پروژه‌های طولانی‌مدت تبدیل می‌کند.
مراحل اجرای پوشش میکروسمنت
- تمیز کردن سطح: ابتدا سطح مورد نظر باید به‌طور کامل از هرگونه آلودگی، گرد و غبار و چربی پاک شود تا میکروسمنت به‌خوبی بچسبد.
- زدن پرایمر و اجرای مش فایبرگلس: یک لایه پرایمر روی سطح اعمال می‌شود تا چسبندگی افزایش یابد، سپس مش فایبرگلس برای تقویت و جلوگیری از ترک‌خوردگی نصب می‌شود.
- اجرای لایه اول میکروسمنت (زیرسازی): اولین لایه میکروسمنت به عنوان زیرسازی اعمال می‌شود تا پایه‌ای مستحکم برای لایه‌های بعدی فراهم کند.
- لکه‌گیری: در این مرحله، هرگونه ناصافی یا عیب در لایه اول با دقت برطرف می‌شود تا سطح آماده برای لایه‌های بعدی باشد.
- اجرای لایه دوم میکروسمنت (با استفاده از کاردک): لایه دوم با کاردک اجرا می‌شود تا ضخامت و استحکام بیشتری به سطح داده شود.
- اجرای لایه سوم میکروسمنت (با استفاده از غلتک): این لایه با غلتک اعمال می‌شود تا سطحی صاف و یکدست ایجاد شود.
- ایجاد تکسچر دلخواه: در این مرحله، با استفاده از ابزارهای مختلف، بافت و تکسچر مورد نظر روی سطح ایجاد می‌شود.
- اجرای لاک محافظ: در پایان، یک لایه لاک محافظ برای افزایش دوام و مقاومت در برابر آب و سایش روی سطح اعمال می‌شود.
کاربردهای بیوسمنت
- تقویت و تثبیت خاک: یکی از کاربردهای اصلی بیوسمنت در تثبیت و تقویت خاک‌های نرم و ناپایدار است. با تزریق بیوسمنت به خاک، می‌توان پیوندهای محکم‌تری بین ذرات خاک ایجاد کرد و از نشست و جابه‌جایی آن جلوگیری کرد.
- ساخت و ترمیم سازه‌ها: بیوسمنت می‌تواند به عنوان جایگزینی برای سیمان در ساخت سازه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، از آن می‌توان برای ترمیم ترک‌ها و آسیب‌های سازه‌های بتنی قدیمی نیز بهره برد.
- کنترل فرسایش: بیوسمنت در کنترل فرسایش خاک در مناطق شیب‌دار و ساحلی بسیار مؤثر است. با استفاده از این ماده، می‌توان جلوی فرسایش خاک را گرفت و پایداری زمین را افزایش داد.
- محافظت از آثار تاریخی: یکی دیگر از کاربردهای بیوسمنت در حفاظت و ترمیم آثار تاریخی و باستانی است. این ماده به دلیل ویژگی‌های زیست‌محیطی خود می‌تواند به عنوان یک گزینه مناسب برای حفاظت از سازه‌های تاریخی استفاده شود.
تفاوت میکروسمنت و بیوسمنت چیست ؟
میکروسمنت یک پوشش نازک و مقاوم است که از سیمان، رزین‌ها و رنگ‌دانه‌ها ساخته می‌شود و برای ایجاد سطوح صاف و بدون درز در کف‌ها، دیوارها و فضاهای مرطوب استفاده می‌شود. از سوی دیگر، بیوسمنت یک ماده زیست‌سازگار است که از فرآیندهای بیولوژیکی با استفاده از باکتری‌ها برای تولید کربنات کلسیم ایجاد می‌شود و در پروژه‌های پایدار برای تقویت و ترمیم سازه‌ها به کار می‌رود. میکروسمنت بیشتر برای کاربردهای دکوراتیو و مقاوم در برابر سایش است، در حالی که بیوسمنت به دلیل خواص زیست‌محیطی و قابلیت ترمیم خودکار شناخته می‌شود.
نتیجه‌گیری
بیوسمنت به عنوان یک نوآوری در مصالح ساختمانی، پتانسیل‌های بسیاری برای تغییر و تحول در صنعت ساخت‌وساز دارد. با کاهش انتشار دی‌اکسید کربن، استفاده از منابع طبیعی پایدار و بهبود دوام و پایداری سازه‌ها، این ماده می‌تواند به یکی از اجزای کلیدی ساخت‌وسازهای آینده تبدیل شود. هرچند که هنوز چالش‌ها و محدودیت‌هایی در استفاده گسترده از بیوسمنت وجود دارد، اما با توسعه فناوری و افزایش آگاهی درباره مزایای آن، احتمالاً شاهد گسترش استفاده از این ماده در پروژه‌های ساختمانی خواهیم بود.
