ارائه چارچوب نظری تحلیلی برای بهسازی نوآورانه غیرمخرب سازه های زیرسطحی سنگی باستانی مبتنی بر تلفیق نانوسیالات و تزریق CO۲

سازه های زیرسطحی سنگی باستانی به عنوان بخشی ارزشمند از میراث فرهنگی بشر در معرض فرسایش تدریجی، گسترش ریز درزه ها، کاهش پیوستگی ساختاری و تضعیف مکانیکی ناشی از عوامل محیطی، رطوبتی، شیمیایی و تنش های درازمدت قرار دارند. روش های مرسوم بهسازی، به ویژه تزریق دوغاب های سیمانی یا رزینی غالبا با چالش هایی نظیر ناسازگاری شیمیایی با بستر سنگی، انسداد غیرقابل بازگشت تخلخل های طبیعی، تغییر رفتار رطوبتی سنگ و کاهش اصالت تاریخی ماده همراه هستند. در این راستا، توسعه یک رویکرد شیمیایی نوین که ضمن افزایش انسجام و مقاومت سنگ با ساختار معدنی آن سازگار باشد، ضرورتی علمی و حفاظتی محسوب می شود. این مقاله یک روش تلفیقی مبتنی بر تزریق همزمان نانوسیالات معدنی فعال و گاز CO۲ را به عنوان یک فرآیند بهسازی غیرمخرب معرفی می کند. در این روش نانوسیالات با ابعاد نانومتری و قابلیت نفوذ بالا در شبکه میکروتخلخل ها و ریز درزه های سنگ منتشر شده و به عنوان هسته های فعال برای فرآیندهای معدنی عمل می کنند. تزریق کنترل شده CO۲ در حضور رطوبت طبیعی موجود در توده سنگ، منجر به تشکیل اسیدکربنیک ضعیف و آغاز واکنش های کربنات سازی در مجاورت یون های کلسیم آزاد یا فازهای کلسیتی بستر می شود. حضور نانوذرات به عنوان مراکز جوانه زنی سرعت و یکنواختی تشکیل بلورهای کربنات کلسیم ثانویه را افزایش داده و موجب پرشدگی تدریجی ریز فضاهای داخلی، بهبود پیوستگی بین دانه ای و افزایش انسجام ساختاری می گردد. رویکرد پیشنهادی برخلاف روش های متداول مبتنی بر تقویت درون زا و همگن ساختار سنگ از طریق فعال سازی فرآیندهای معدنی سازگار با ترکیب طبیعی آن است و از ایجاد فازهای ناسازگار یا لایه های مصنوعی مجزا جلوگیری می کند. این ویژگی روش مذکور را به گزینه ای پایدار، برگشت پذیر نسبی و همسو با اصول حفاظت علمی میراث فرهنگی تبدیل می نماید. چارچوب ارائه شده در این مقاله بنیانی نظری برای توسعه یک فناوری بهسازی شیمیایی نسل جدید فراهم می آورد که تمرکز آن بر هم افزایی نانومقیاس و واکنش های کربناتی کنترل شده در محیط سنگ های تاریخی است. این پژوهش از نوع نظری تحلیلی است.

کلیدواژه ها:

بهسازی غیر مخرب سازه های زیر سطحی سنگی ، باستانی ، نانوسیالات ، معدنی ، تزریق ، همزمان ، دی اکسید کربن (CO۲) ، کربنات سازی درجا