بتن خود ترمیم شونده چیست

بتن خود ترمیم شونده نوعی بتن است که دارای خواص خود ترمیم شونده است. خود ترمیم یا ترمیم خود بتن به خاصیتی گفته می شود که به وسیله آن بتن تحت ترمیم و اصلاح ترک قرار می گیرد

که به عنوان بتن  SHC نیز شناخته می شود در اوایل سال ۲۰۱۶ ، Henk Jonkers از دانشگاه Delft در هلند به راه حل یک محصول بتن خود ترمیم ( بتن خود شفا )یافت.

بتن خود ترمیم شونده (بتن زیستی) از باکتری ها برای ترمیم خود استفاده می کند

هنگام شکستگی بتن ، باکتری ترک ها را با سنگ آهک پر می کند. این رویکرد می تواند دوام پایداری برای سازه ها فراهم کند. نقص عمده بتن همیشه یک مشکل بزرگ برای صنعت ساخت و ساز بوده است ، زیرا تعمیرات آن گران و پرهزینه است. در حالی که ممکن است این مفهوم ساده به نظر برسد ، توسعه این بتن خود ترمیم کننده کار آسانی نبود.

باکتری های درمانی تا ۲۰۰ سال در بتن زنده مانده و در صورت بروز آسیب ، خود را فعال می کنند.

بتن زیستی خود ترمیم کننده از ماده ترمیم کننده استفاده می کند که با ورود آب به ترک های سطح آن ، فعال می شود. واکنشی بین آب و باکتریهای باسیل ( bacillus bacteria ) باعث می شود که سنگ آهک شکل گرفته و ترک ها را ببندد.

اگرچه بتن پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان است ، اما دارای نقص جدی است: در هنگام تنش می تواند به راحتی شکست. حتی اگر افزودنی های مجاز بتن استفاده کرد تاثیری ندارد

اگر بخواهیم بتن اصلا ترک نخورد می توانیم از بتن پیش ‌تنیده استفاده کنیم ولی اگر این ترک ها خیلی بزرگ شوند ، منجر به خوردگی آرماتورهای فولادی می شوند که این امر نه تنها به ظاهر غیر جذاب منجر می شود بلکه خصوصیات مکانیکی سازه را به خطر می اندازد.و منجر به تخریب بتن میشود

به همین دلیل است که مهندسان غالباً از مقادیر بیشتر از مقدار لازم برای تقویت فولاد در یک سازه بتنی استفاده می کنند تا از بزرگتر شدن ترک ها جلوگیری کنند.

مزایای بتن خود ترمیم چیست ؟

  • بهبود قابل توجهی در مقاومت فشاری و مقاومت خمشی در مقایسه با بتن معمولی.
  • مقاومت بیشتر در مقابل یخ زدگی.
  • کاهش نفوذپذیری بتن.
  • باعث پرشدن ترک های موجود در بتن شوند.
  • کم شدن یا کاهش خوردگی بتن آرمه (بتن مسلح )می شود.
  • می تواند باعث کاهش نگهداری و ترمیم بتن شود.

چگونگی بتن خود ترمیم شونده د ر سال های بعد

همانطور که می دانیم ، بتن خود ترمیم شونده این امکان را می دهد که بدون ایجاد نگرانی در مورد خسارت ساختمانها ، ساختمانها را بسازیم. نه تنها سازه ها از بتن خود ترمیم شونده می توان استفاده کرد .بلکه احتمالا در آینده نزدیک بتوان برای ترمیم جاده ها هم استفاده کرد.

این را نیز در نظر داشته باشیم، بتن خود ترمیم کننده هنوز در حال تکامل است. 

دانشمندان رویکردهای مختلفی را برای بهسازی بتن خود ترمیم کننده اتخاذ می کنند. برخی از این روش ها با استفاده از باکتریها ، سدیم سیلیکات و همچنین قارچ ها ایجاد شده اند.

روش های خود ترمیم در بتن

انواع مختلفی از روشهای خود ترمیم بتن وجود دارد. بعضی از آنها … هستند :

تولید شده بطور خود بخود خود

بتن به خودی خود خصوصیات خاص بهبودی خود به خود را پردازش می کند. در این روش ذرات سیمان بدون آب به عنوان یک ماده درمانی کار می کنند. هیدراتاسیون مواد معدنی کلینکر موجود در آن فعالیت بهبودی را آغاز می کند.انحلال و کربناسیون کلسیم (OH) 2بتن خود ترمیم کننده خودکار
(منبع: http://www.concrete.org.uk/ )

این واکنش با آب سیمان به اصلاح ترک های مو با استفاده از خصوصیات ذاتی بتن و انحلال کلسیم کمک می کند.

بتن خود ترمیم کننده خود مختار

در حالی که روش خود ترمیم خودکار ذاتی است ، اما فقط می تواند برای مقابله با ترک های کوچک موثر باشد. این همان جایی است که روش های خود ترمیم خودکار جای خود را حفظ می کنند. برای بهبود عملکرد و تعمیر بتن ، در اینجا مواد اضافی خود ترمیم کننده خارجی تهیه می شود.

روش خود ترمیم عروقی

خود ترمیم عروقی یک روش ترمیم چندگانه است که در آن بتن با یک شبکه لوله توخالی قرار دارد که دارای یک ماده درمانی در داخل آن است. در حین انتخاب لوله ها باید توجه داشت که از نظر شیمیایی بی اثر هستند. همچنین ، این لوله های موازی طولانی باید پیوند خوبی با بتن ایجاد کنند

سیمان فسفات معدنی (IPC) همراه با لوله های سفالی بسیار ارجح است. در اثر برخورد با ترک در بتن ، عامل ترمیم به دلیل فشارهای هیدرواستاتیک همراه با مویرگها یا نیروهای گرانشی برای آب بندی ترک ، نشت می کند.خود ترمیم در سیستم عروقی چند کانال (A) یک و (B)
(منبع: https://www.researchgate.net)

کپسول مبتنی بر روش خود ترمیم

میکرو کپسول مورد استفاده در این روش می تواند به شکل استوانه ای یا کروی باشد. مواد پوسته می تواند از سیلیس ، سرامیک ، شیشه ، پلی استایرن یا اوره-فرمالدئید باشد. بازده بهبودی این روش به ماتریس سیمانی و خصوصیات کپسول های جاسازی شده بستگی دارد.

حتی می توان به سیستم چند کپسولی اعتماد کرد. وقتی این کپسول ها با یکدیگر تماس پیدا کنند و از هم باز شوند ، اجزای بهبودی آزاد شده و ترک برطرف می شود. عوامل بهبودی می توانند رزین های اپوکسی ، پلی اورتان یا مونومرهای متیل متاکریلات (MMA) باشند .

جاسازی روش آلیاژهای حافظه شکل (SMA)

آلیاژهای حافظه شکل نوعی ماده هوشمند است که می تواند در بتن استفاده شود زیرا خاصیت منحصر به فردی در تعیین شکل قبلی حتی پس از تغییر شکل دارد. اساساً آنها در خدمت هدف خودمحوری هستند.

محققان اثرات استفاده از جریان های الکتریکی برای گرم کردن سیم های شکل شکل حافظه و وجود آن را پس از استفاده از همان در تیرهای بتنی بررسی کرده اند. از آلیاژهای حافظه شکل به منظور مقاوم سازی استفاده شده و قبل از آزمایش به آنها پیش تنش داده می شود. در طول چرخه های آزمایش ، بارگذاری در اواسط دهانه فراهم شد و تغییر شکل و ترک خوردگی تجزیه و تحلیل شد. سیمهای گرم شده در ترمیم ترکها موثر بوده و ترکها را می بندند.
(منبع: http://simplexeng.ca)

بتن خود ترمیم کننده میکروبی یا باکتریایی

بارش کربنات کلسیم (CaCO 3 ) به روش ترمیم میکروبی / باکتریایی به ترمیم میکرو ترکهای بتن کمک می کند. اسپورهای میکروبی و عناصر غذایی کلسیم حاوی عوامل درمانی ابتدا به صورت دسته ای تولید می شوند و بعداً در بتن قرار می گیرند. محققان با نفوذ بتن میکروبی در بتن دنبال شده اند ، به عنوان مثال در دیواره های جانبی قفل کشتی و مشاهده ترمیم ترک ها در یک بازه زمانی 60 روزه.روش شناسی در مورد بتن خود ترمیم میکروبی
(منبع: کاربرد مهندسی بتن خود ترمیم میکروبی در ، مطالعات موردی در مصالح ساختمانی ژوئن 2020 ، ScienceDirect)

بررسی تجربی روی بتن باکتریایی

در اینجا یک خلاصه مختصر در مورد بینش افزودن باکتری به بتن در شرایط نسبی آب سالم و همچنین وجود دارد.

انتخاب گونه های باکتریایی

Bacillius Subtilis یا BKH2 ، یک باکتری بی هوازی گرمادوست اصلاح شده ژنتیکی (میکروب غنی شده از نظر ژنتیکی).بتن خود ترمیم باکتریایی
(منبع: https://pubs.rsc.org/ )

دلیل انتخاب

  • ایده آل برای خود ترمیم بتن با ارائه یک رابط کاربر پسند.
  • باکتری هایی که در شرایط قلیایی پایدار هستند و می توانند رشد کنند.
  • همچنین با تولید بلورهای کربنات کلسیم در ترمیم ترک های بتن کمک می کند. 
  • باکتری ها به هنگام شروع ترک خوردگی بتن به کاهش pH تا محدوده 10 یا 11 کمک می کنند.
  • گزینه ای سازگار با محیط زیست و همچنین مقرون به صرفه.

خلاصه روند

مقدار تجویز باکتری: 45-60 میلی لیتر

کاربرد مستقیم باکتریها – افزودن اسپور باکتری و ماده مغذی کلسیم مانند لاکتات کلسیم در هنگام مخلوط شدن بتن.

اکنون ، پس از شکستن بتن ، باکتری فعال می شود (با شکستن هاگ جوانه زنی می کند) و لاکتات کلسیم را بلعیده و تشکیل سنگ آهک می دهد که به پر کردن ترکهای بتن کمک می کند.

پخت می تواند توسط آب نرمال یا آب شور انجام شود.

نتیجه گیری

باعث افزایش دوام و بهبود مصالح ساختمانی مختلف می شود و افزایش عمر ساختمان می دهد.امیدوارم این مقاله به شما کمک کند تا درک کوتاهی در مورد موضوع داشته باشید!

نوشته های مرتبط

بتن غلطکی چیست

بتن خود متراکم چیست ؟

بتن پیش ساخته چیست؟

بتن اکسپوز یا بتن نما چیست؟

بتن آرمه چیست؟

روش های تخریب بتن

بتن الیافی چیست

تأثیر آب بیش از حد در مخلوط بتن

بررسی انواع مواد افزودنی بتن و کاربرد آنها

FRP چیست و دلایل استفاده از فیبر FRP

بتن زیستی چیست

نوشته های مشابه

یک دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *