කොන්ක්‍රීට්‌ පළුදුවීම් සඳහා ක්ෂුද්‍රජීව විද්‍යාවෙන් පිළියමක්‌...

කොන්ක්‍රීට්‌, ඉදිකිරීම් ක්ෂේත්‍රය තුළ ඉතා වැදගත් ස්‌ථානයක්‌ උසුලන ද්‍රව්‍යයකි. එය ලොව පුරා ගොඩනැඟිලි, මහාමාර්ග, පාලම්, වේලි, ටැංකි හා අනෙකුත් යටිතල පහසුකම් ඉදි කිරීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය මෙන් ම බහුල ව භාවිත වන්නකි. කොන්ක්‍රීට්‌ සතු ව පවතින ඇතැම් සුවිශේෂී ගුණාංග මෙය මෙසේ බහුල ව භාවිත කිරීමට හේතු වී ඇත. එම සුවිශේෂී ලක්ෂණවලින් සමහරක්‌ නම් සාපේක්ෂ ව ඉහළ යාන්ත්‍රික ආතතිවලට ඔරොත්තු දීම, අවශ්‍ය හැඩයන් හා ප්‍රමාණවලට අනුව සකස්‌ කරගත හැකි වීම, ඉදි කිරීම් කටයුතු සඳහා භාවිත කරන අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය සමඟ සංයෝජනයෙන් යොදාගත හැකි වීම, සාපේක්ෂ ව අඩු මිල, පහසුවෙන් සාදාගත හැකි වීම සහ වෙළෙඳපොළ බහුලතාව ය. කෙසේ නමුත් කොන්ක්‍රීට්‌වල පවතින ප්‍රධාන අවාසිදායක ලක්ෂණයක්‌ නම්, ඉක්‌මනින් ඉරිතැලීමට, පළුදු වීමට සහ පිපිරීමට ඒවායෙහි ඇති නැඹුරුතාවයි. සැම අවුරුද්දක්‌ පාසා ම ලොව පුරා කොන්ක්‍රීට්‌ නිර්මාණයන්හි පවතින පළුදු පරීක්ෂා කිරීමට සහ ඒවාට පිළියම් යෙදීම සඳහා ඉතා ඉහළ පිරිවැයක්‌ දැරීමට සිදු වේ. එමෙන් ම මෙහි ඇති තවත් අවාසිදායක තත්ත්aවයක්‌ නම් පළුදු වූ ඉදිකිරීම්හි කල්පැවැත්ම විශාල ලෙස අඩු වීමයි.

කොන්ක්‍රීට්‌හි ඇති වන පළුදු පිළිසකර කිරීම සඳහා ලොව පුරා විවිධ ක්‍රම භාවිත වේ. නෙදර්ලන්තයේ ඩෙල්ෆ්ට්‌ තාක්ෂණික විශ්වවිද්‍යාලයයේ සිවිල් ඉංජිනේරු සහ භූ විද්‍යා පීඨයේ ආචාර්යවරයකු ලෙස කටයුතු කරන ආචාර්ය හෙන්ඩි්‍රක්‌ මේරියන්ස්‌ ජොන්කර්ස්‌ මේ සඳහා ක්ෂුද්‍රජීව විද්‍යාවෙන් පිළියමක්‌ හඳුන්වා දීමට සමත් ව ඇත. ඒ, පැල්මක්‌ හෝ පිපිරීමක්‌ හෝ ඇති වී එහි ව්‍යූහයට හානි වූ පසු ස්‌වයං ලෙස සුව වන ලොව ප්‍රථම ජෛව කොන්ක්‍රීටය නිර්මාණය කිරීමෙනි. ඔහු මේ සඳහා සාමාන්‍ය සාම්ප්‍රදායික කොන්ක්‍රීට්‌ වෙනුවට, තම පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලීන්හි දී යම් සුවිශේෂී ලක්ෂණ පෙන්නුම් කරන ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් කොටසක්‌ අන්තර්ගත කරවීමෙන් විශේෂිත ලෙස කොන්ක්‍රීට්‌ නිෂ්පාදනය කර ඇත. ඔහු මේ සඳහා යොදාගෙන ඇත්තේ Bacillus ගණයට අයත් ක්ෂුද්‍ර ජීවී විශේෂයකි. මේ ජීවියා සතු සුවිශේෂී ලක්ෂණයක්‌ නම් අවුරුදු 200ක්‌ වැනි ඉතා දීර්ඝ කාලයක්‌ ඔක්‌සිජන් සහ පෝෂක රහිත ව අක්‍රිය ව (සුප්ත කාලය) නො නැසී පැවතීමට හැකි වීමයි. එමෙන් ම කොන්ක්‍රීට්‌ සමඟ සංයෝජනය කිරීමේ දී පැවතීමට අත්‍යවශ්‍ය ලක්ෂණයක්‌ මේ ක්ෂුද්‍ර ජීවියා සතු ය. එනම් මේ ජීවියාට pH 13 වැනි ඉතා ඉහළ භාෂ්මිකතාවක දී වුව ද නො නැසී ජීවත් වීමට ඇති හැකියාවයි. කොන්ක්‍රීට්‌ නිෂ්පාදනය කිරීමේ දී සිමෙන්ති හා ජලය මිශ්‍ර කිරීමෙන් ඉතා ඉහළ භාෂ්මිකතාවක්‌ ඇති වේ. එබැවින් කොන්ක්‍රීට්‌ තුළට අන්තර්ගත කරන ජීවියාට මේ ඉහළ භාෂ්මිකතාවට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාව පැවතිය යුතු ය. අනෙකුත් බොහෝ ක්ෂුද්‍ර ජීවීහු මේ අධික භාෂ්මිකතාවන්හි දී මරණයට පත් වෙති. මේ විශේෂිත කොන්ක්‍රීටය සඳහා භාවිත කර ඇති අධික භාෂ්මිකතාව ප්‍රිය කරන ක්ෂුද්‍ර ජීවී විශේෂය, රුසියාවේ හා ඊජිප්තුවේ භාෂ්මික ජලය පවතින ස්‌වාභාවික ජල ප්‍රභවවලින් සහ ස්‌පාඤ්ඤයේ කාබොනේට්‌ සරු පසින් සොයාගෙන ඇත. එම ක්ෂුද්‍රජීවී බීජාණුවල පවතින ඝන බිත්තිය මේ ආන්තික භෞතික සහ රසායනික ගුණවලට ප්‍රතිරෝධී වීමේ හැකියාව ඔවුන්ට ලබා දී ඇත.

මේ කොන්ක්‍රීටය නිර්මාණය කර ඇත්තේ අදාළ ක්ෂුද්‍ර ජීවී විශේෂය, කැල්සියම් ලැක්‌ටේට්‌ සහ නයිට්‍රජන් හා පොස්‌ෆරස්‌ යන මූලද්‍රව්‍ය කොන්ක්‍රීට්‌ කුට්‌ටි තුළට අන්තර්ගත කරවීමෙනි. කොන්ක්‍රීට්‌ කුට්‌ටියේ ව්‍යූහයට හානි වී, එහි පැල්මක්‌ ඇති වූ විට එම පැල්ම තුළින් එහි අභ්‍යන්තරයට ජලය ගලා එයි. එවිට එහි අන්තර්ගත කර ඇති ක්ෂුද්‍ර ජීවියාගේ පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවන්ට අවශ්‍ය ද්‍රව්‍ය එහි සපයා ඇති බැවින් එම ප්‍රතික්‍රියා ආරම්භ වීමෙන්, පැල්ම ඉබේ පිළිසකර වීමට පටන්ගනියි. කොන්ක්‍රීට්‌ තුළ අන්තර්ගත කර ඇති බැක්‌ටීරියා බීජාණුවලට ජලය ලැබීමෙන් ඒaවා ප්‍රරෝහණය වීම ආරම්භ වේ. මේ සඳහා එම බැක්‌ටීරියාව භාවිත කරන පෝෂක ද්‍රව්‍ය පැවතීම අනිවාර්ය වේ. මෙහි භාවිත කරන ලද බැක්‌ටීරියා බීජාණුවලට පෝෂක ද්‍රව්‍ය ලෙස ක්‍රියා කරනුයේ කැල්සියම් ලැක්‌ටේට්‌ ය. මේ බැක්‌ටීරියාව තුළ සිදු වන පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියක ප්‍රතිඵලයක්‌ ලෙස කැල්සියම් ලැක්‌ටේට්‌ හුණුගල් (limestone) බවට පරිවර්තනය කරමින් ඒවා ශක්‌තිය සපයාගනියි. මෙසේ නිපදවෙන හුණුගල් පැළුම් පෘෂ්ඨය මත ඝනීභවනය වීමෙන් පැල්ම පිළිසකර වේ. මෙහි දී සිදු වන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව පහත පරිදි ය.
 

Ca(C3H5O2)2 + 7O2 CaCO3 + 5 CO2 + 5H2OCO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

එමෙන් ම මේ බැක්‌ටීරියාව කැල්සියම් ලැක්‌ටේට්‌ මත පෝෂණය වීම ආරම්භ කරන විට ඔවුන් අභ්‍යන්තරයේ පවතින ඔක්‌සිජන් පරිභෝජනය කරයි. එම නිසා කොන්ක්‍රීට්‌ සමඟ භාවිත කර ඇති යකඩ ද්‍රව්‍ය (උදා :- යකඩ කණු) මළ බැඳීම අවම වී ඉදිකිරීම්හි කල්පැවැත්ම වැඩි වේ. මේ කොන්ක්‍රීටය නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේ දී සැලකීමට බඳුන් වූ කරුණු කීපයකි. පැල්මක්‌ පිළිසකර වීමට නම්, මෙහි දී භාවිත කරන බැක්‌ටීරියා බීජාණු ප්‍රරෝහණය ආරම්භ විය යුත්තේ කොන්ක්‍රීට්‌හි ව්‍යූහයට හානි වූ පසු පමණි. එතෙක්‌ ඒවා කොන්ක්‍රීටය තුළ අක්‍රීය ව පැවතිය යුතු ය. සිමෙන්ති මිශ්‍ර කිරීමේ දී සිදු විය හැකි බැක්‌ටීරියා බීජාණු ප්‍රරෝහණය වීම වැළැක්‌වීම සඳහා බීජාණු සහ පෝෂකය (කැල්සියම් ලැක්‌ටේට්‌) වෙන් වෙන් වශයෙන්, වෙන් වෙන් ව්‍යූහ තුළ අන්තර්ගත කරවීමට පියවර ගන්නා ලදි. එවිට බීජාණු පෝෂකයට නිරාවරණය වන්නේ ඒවා අන්තර්ගත කර තිබෙන ව්‍යූහවලට හානි වූ විට පමණි.

දිගු කල් පැවැත්ම, යොදා ඇති යකඩ කම්බි / කණු ආදිය මළ බැඳීම වැළකීම, සාම්ප්‍රදායික කොන්ක්‍රීට්‌ භාවිත කිරීමේ දී දැරීමට සිදු වන අලුත්වැඩියා සහ නඩත්තු පිරිවැය අවම වීම මේ විශේෂිත ජෛව කොන්ක්‍රීටයේ වාසිදායක ලක්ෂණ වේ.

එහෙත් මෙහි දී බැක්‌ටීරියා සඳහා භාවිත වන පෝෂකවල මිල අධිකතාව සහ ක්ෂුද්‍රජීවී බීජාණු සහ පෝෂක ද්‍රව්‍ය කොන්ක්‍රීට්‌ තුළට අන්තර්ගත කරවීමට භාවිත වන තාක්ෂණික ක්‍රමවල මිල අධිකතාව මෙහි ඇති අවාසිදායක තත්ත්වයකි.

මේ වන විට මේ ක්ෂුද්‍ර ජීවී විශේෂයට අමතර ව ජෛව කොන්ක්‍රීට්‌ නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිත කළ හැකි වෙනත් ක්ෂුද්‍ර ජීවී විශේෂ කීපයක්‌ ම හඳුනාගෙන ඇත. එහෙත් ඔවුන් තුළ පවතින පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියට අනුව පරිභෝජනය කරන පෝෂක විවිධ ය. ඒ අනුව මේ නව විශේෂ ද භාවිත කරමින්, පිරිවැය අඩු නව අමුද්‍රව්‍ය සහ ශිල්පීය ක්‍රම භාවිත කරමින් ජෛව කොන්ක්‍රීට්‌ නිෂ්පාදනය වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා පර්යේෂණ ක්‍රියාත්මක වෙමින් පවතියි.