日本广岛大学与京都大学研究发现混凝土微生物可作为建筑健康早期预警指标
2026-03-31 09:58
来源:广岛大学,京都大学
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日本广岛大学与京都大学的研究人员发现,混凝土在硬化后会将原材料引入的微生物封存在内部,形成与表面基本隔离的独特微生物区域。这些微生物的DNA特征即使在70°C的常规钻取采样高温下也能存活,为建筑健康评估提供了新方法。

该研究发表在《建筑材料案例研究》上,表明微生物可以作为混凝土结构隐藏劣化的早期预警指标。随着日本老旧建筑安全监管责任日益分散,这类信号未来可能催生简单工具,让非专业人士也能进行诊断,类似于体温计和血压计用于日常健康检查。

“我的动力源于让更广泛的人群更容易维护混凝土结构的想法,”研究第一作者、广岛大学博士生仓富千奈表示,“正如通过体温等指标注意健康状况变化一样,我希望建筑状况也能通过指标来理解,并在需要时由专家提供详细诊断。”

研究人员对16S rRNA基因进行测序,从混凝土表面、内部及原材料中采样,测试了岩芯钻取和锤击破碎两种方法。通讯作者寺本淳指出:“混凝土微生物组与劣化的关系正受到研究,但采样方法尚未标准化。如果不理解方法如何影响数据,就无法正确应用微生物信息于诊断。”

分析显示,混凝土内部微生物群落与表面截然不同,内部群落主要源自水泥、沙子、砾石和水等原材料。混凝土凝固后,高碱性和营养贫乏环境使大多数微生物无法存活,仅变形菌门和放线菌门存留,且微生物在结构完好的混凝土中很少迁移。

寺本补充道:“检测到微生物迁移可能表明存在裂缝或连通性增加等缺陷,这凸显了微生物信息作为劣化诊断新指标的潜力。”该团队下一步将研究混凝土受损程度与微生物迁移的关系,以揭示内部悄然发生的问题。研究还包括广岛大学的丸山文人和藤吉壮,藤吉壮也隶属于富山县立大学。

出版详情:作者:Hiroshima University;标题:《Concrete's distinct microbial zones could change how building health is assessed》;发表于:《Case Studies in Construction Materials》(2025)。

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