What if cracks in concrete could fix themselves? - Congrui Jin

Çeviri: Gülsüm Kuzulu Gözden geçirme: Eren Gokce

Concrete is the most widely used

Beton, dünyada en çok kullanılan

construction material in the world.

inşaat malzemesidir.

It can be found in swathes of city pavements,

Şehir kaplamaları, geniş nehirleri

bridges that span vast rivers,

kapsayan köprüler ve yeryüzündeki

and the tallest skyscrapers on earth.

en yüksek gökdelenlerde bulunabilir.

But this sturdy substance

Ancak bu sağlam maddenin

does have a weakness:

bir zayıflığı var:

it’s prone to catastrophic cracking

Her yıl on milyarlarca dolarlık

that costs tens of billions of dollars

bir maliyete yol açan

to repair each year.

yıkıcı bir çatlamaya eğilimlidir.

But what if we could avoid that problem,

Peki ya bu sorunu önlemek için,

by creating concrete that heals itself?

kendini iyileştiren bir beton üretirsek?

This idea isn’t as far-fetched

Bu fikir göründüğü kadar

as it may seem.

inanılmaz değil.

It boils down to an understanding

Betonun nasıl oluştuğuna

of how concrete forms,

ve bu süreçten

and how to exploit that process

nasıl yararlanacağımıza dair

to our benefit.

bir anlayışı özetler.

Concrete is a combination of coarse stone

Beton, agrega olarak adlandırılan kaba taş

and sand particles, called aggregates,

ve kum parçacıklarının,

toz hâline getirilmiş kil ve kireç taşı karışımının birleşimi olan

that mix with cement, a powdered blend

of clay and limestone.

çimento ile karıştırılmasıdır.

When water gets added to this mix,

Bu karışıma su eklendiğinde,

the cement forms a paste and

çimento bir macun oluşturur ve

coats the aggregates, quickly hardening

agregatları kaplar, hidrasyon olarak

through a chemical reaction

adlandırılan kimyasal

called hydration.

reaksiyonla hızla sertleşir.

Eventually, the resulting material

Sonuç olarak, ortaya çıkan malzeme

grows strong enough to prop up buildings

yüzlerce metreye tırmanan yapıları

that climb hundreds of meters

gökyüzüne taşıyacak kadar

into the sky.

güçlü bir şekilde büyür.

While people have been using

İnsanlar 4.000 yıldan

a variety of recipes to produce cement

fazla bir süredir çimento üretmek için

for over 4,000 years,

çeşitli tarifler kullanıyor olsalar da,

concrete itself

betonun kendisi

has a surprisingly short lifespan.

şaşırtıcı derecede kısa bir ömre sahiptir.

After 20 to 30 years,

20 ila 30 yıl sonra,

natural processes like concrete shrinkage,

beton büzülmesi, aşırı donma

excessive freezing and thawing,

ve çözülme gibi doğal işlemler

and heavy loads can trigger cracking.

ve ağır yükler çatlamayı tetikleyebilir.

And it’s not just big breaks that count:

Ve bu sadece önemli kırılmalar değil:

tiny cracks can be just as dangerous.

Küçük çatlaklar da tehlikeli olabilir.

Concrete is often used

Beton, çelik takviyelerin

as a secondary support

etrafında sıklıkla

around steel reinforcements.

bir destek olarak kullanılır.

In this concrete, even small cracks

Bu betonda, küçük çatlaklar bile

can channel water, oxygen,

çeliği aşındıran ve yıkıcı çöküşe

and carbon dioxide that corrode the steel

neden olan su, oksijen ve karbondioksiti

and lead to disastrous collapse.

kanalize edebilir.

On structures like bridges and highways

Sürekli kullanımda olan köprüler ve

that are constantly in use,

otoyollar gibi yapılarda,

detecting these problems

bu sorunları felakete yol

before they lead to catastrophe

açmadan tespit etmek büyük

becomes a huge and costly challenge.

ve masraflı bir olay hâline gelir.

But not doing so

Ama bunu yapmamak da

would also endanger thousands of lives.

binlerce hayatı tehlikeye atar.

Fortunately, we’re already experimenting

Neyse ki, bu materyalin kendini

with ways this material

düzeltmeye başlayabileceği

could start fixing itself.

yollarla denemeler yapıyoruz.

And some of these solutions

Ve bu çözümlerin bazıları,

are inspired by concrete’s

betonun kendini iyileştirme

natural self-healing mechanism.

mekanizmasından ilham alıyor.

When water enters these tiny cracks,

Su bu küçük çatlaklara girdiğinde,

it hydrates the concrete’s calcium oxide.

betonun kalsiyum oksitini nemlendirir.

The resulting calcium hydroxide

Ortaya çıkan kalsiyum hidroksit,

reacts with carbon dioxide in the air,

havadaki karbondioksit ile reaksiyona girerek,

starting a process called

mikroskopik kalsiyum karbonat

autogenous healing, where

kristallerinin oluştuğu ve aşamalı

microscopic calcium carbonate crystals

olarak boşluğu doldurduğu

form and gradually fill the gap.

otojen iyileşme denilen bir işlem başlatır.

Unfortunately, these crystals

Ne yazık ki, bu kristaller

can only do so much, healing cracks

0,3 mm genişliğinden küçük

that are less than 0.3mm wide.

çatlakları iyileştiremez.

Material scientists have figured out how

Malzeme bilimcileri, beton karışımına

to heal cracks up to twice that size by

gizli yapıştırıcı ekleyerek bundan iki kat

adding hidden glue into the concrete mix.

büyüklükteki çatlakları nasıl iyileştirebileceklerini buldular.

If we put adhesive-filled fibers

Yapışkan dolgulu lifleri ve tüpleri

and tubes into the mixture,

karışıma koyarsak,

they’ll snap open when a crack forms,

bir çatlak oluştuğunda yapışır,

releasing their sticky contents

yapışkan içeriğini serbest bırakır

and sealing the gap.

ve boşluğu kapatır.

But adhesive chemicals often behave

Ancak yapışkan kimyasallar genellikle

very differently from concrete,

betondan çok farklı davranır

and over time, these adhesives

ve zamanla bu yapıştırıcılar daha da

can lead to even worse cracks.

kötü çatlaklara yol açabilir.

So perhaps the best way to heal

Bu yüzden büyük çatlakları

large cracks is to give concrete

iyileştirmenin en iyi yolu, betonun

the tools to help itself.

kendisine yardım araçları vermektir.

Scientists have discovered that

Bilim insanları,

some bacteria and fungi

bazı bakteri ve mantarların,

can produce minerals,

otojen iyileşmede bulunan

including the calcium carbonate

kalsiyum karbonat dâhil,

found in autogenous healing.

mineraller üretebildiğini keşfettiler.

Experimental blends of concrete

Betonun deneysel karışımları,

include these bacterial or fungal spores

bu bakteriyel veya mantar sporlarını,

alongside nutrients in their concrete mix,

yüzlerce yıldır uykuda durabilecekleri

where they could lie dormant

beton karışımlarındaki

for hundreds of years.

besin maddelerini içerir.

When cracks finally appear

Çatlaklar ortaya çıktığında

and water trickles into the concrete,

ve su betona damlatıldığında,

the spores germinate, grow, and consume

sporlar çimlenmekte, büyümekte ve onları çevreleyen

the nutrient soup that surrounds them,

besin çorbasını tüketmekte,

modifying their local environment

kalsiyum karbonatın büyümesi için

to create the perfect conditions

mükemmel koşulları yaratmak için

for calcium carbonate to grow.

yerel ortamlarını değiştirmektedir.

These crystals gradually fill the gaps,

Bu kristaller yavaşça boşlukları doldurur

and after roughly three weeks,

ve kabaca üç hafta sonra,

the hard-working microbes

çalışkan mikroplar neredeyse

can completely repair cracks

1 mm genişliğe kadar

up to almost 1mm wide.

çatlakları tamamen tamir edebilir.

When the cracks seal,

Çatlaklar kapandığında

the bacteria or fungi will make spores

bakteri veya mantarlar bir kez daha spor

and go dormant once more—

yapar ve hareketsizleşir.

ready to start a new cycle of self-healing

Çatlaklar tekrar oluştuğunda yeni bir iyileşme

when cracks form again.

döngüsüne başlamaya hazırdır.

Although this technique

Bu teknik ile ilgili

has been studied extensively,

kapsamlı bir şekilde çalışılsa da,

we still have a ways to go

küresel beton üretimine

before incorporating it

dâhil edilmeden önce

in the global production of concrete.

gitmemiz gereken bir yolumuz var.

But, these spores have huge potential

Ancak, bu sporlar betonu daha esnek ve uzun ömürlü

to make concrete

yapmak için büyük

more resilient and long-lasting—

bir potansiyele sahiptir.

which could drastically reduce

Bu da beton üretiminin mali

the financial and environmental cost

ve çevresel maliyetlerini

of concrete production.

büyük ölçüde azaltabilir.

Eventually, these microorganisms

Sonuç olarak, bu mikroorganizmalar,

may force us to reconsider

şehirlerimiz hakkında

the way we think about our cities,

düşündüklerimizi yeniden düşünmemize

bringing our inanimate concrete jungles

ve cansız beton ormanlarımızı hayata

to life.

geçirmeye zorlayabilir.