بتن خود ترمیم شونده

بتن خود ترمیم شونده

مواد بتونی خود ترمیم شونده که می توانند خود را ترمیم کنند

پیشگیری بهتر از درمان است و این مربوط به صنعت ساختمان نیز می باشد. اما ساختمانها سالها و حتی قرنها در معرض این عناصر هستند. هوا ، تغییرات دما و به خصوص رطوبت می تواند حتی مقاوم ترین مواد را در طول زمان ضعیف کند. با این حال ، نسل جدیدی از مواد وجود دارد که می تواند خود را ترمیم کند. این هزینه کمتری نسبت به ساخت یک ساختمان جدید و برای محیط زیست بهتر است. وارد بتن خود ترمیم شونده شوید.

ترمیم بتن

باکتریها در بتن خود ترمیم شونده

الهام از بتن خود ترمیم شونده از طبیعت – خاصیت باکتریهای تولید کننده سنگ آهک – حاصل می شود. این باکتری ها وقتی در بتن قرار می گیرند باید بتوانند ترک های موجود در آن را ترمیم کنند. با این حال ، برای اینکه بتوانند در بتن زنده بمانند ، باید از انبار خوب بدست بیایند: مقدار pH بتن در حدود 13 است که یک محیط بسیار قلیایی است. علاوه بر این ، باکتری ها باید بتوانند از مخلوط کن بتن دوام بیاورند و سپس باید سال ها صبر کنند تا بتوانند کار ترمیم خود را انجام دهند.

باکتری های گونه های باسیل دقیقاً ویژگی های درستی دارند. اسپورهای آنها می توانند برای دهه ها در نوعی حالت خواب ، بدون غذا و اکسیژن زنده بمانند. در بتن ، آنها فقط در صورت “افزودن” آب و اکسیژن زنده می شوند – به عبارت دیگر ، اگر ترک در بتن ظاهر شود. سپس آنها قادر به تکثیر و تولید سنگ آهک هستند و در نتیجه ترک را در عرض چند هفته می بندند. پس از بسته شدن کامل ترک ، رطوبت دیگر نمی تواند وارد بتن شود ، بنابراین ضعیف نخواهد شد. این به عنوان مثال راه حل مناسب برای فضاهای زیرزمینی است که در آنها همیشه مرطوب است.

بتن خود ترمیم شونده
Generated by pixel @ 2020-11-20T21:40:07.504780

بتن خود ترمیم شونده چگونه کار می کند

یک عامل بهبودی برای بتن ساخته شده است که از دو جز sp تشکیل شده است: هاگ باسیل و مواد مغذی لاکتات کلسیم. اینها به صورت جداگانه به صورت گلوله های رسی منبسط شده ، یا به صورت جایگزین در گرانول های پودر فشرده ، به اندازه چند میلی متر تنظیم می شوند. گلوله ها سپس به مخلوط بتن مرطوب اضافه می شوند.

هنگامی که امیدوارم سالها بعد ، شکاف هایی در بتن ایجاد شود ، آب وارد شده و گلوله ها را باز می کند. باکتریها جوانه زده و از لاکتات تغذیه می کنند ، بنابراین کلسیم را با یونهای کربنات تولید شده ترکیب می کنند و کلسیت یا سنگ آهک تشکیل می دهند. آزمایش فضای باز مقیاس کامل در حال انجام است. ساختمانی در جنوب هلند با بتن ریز پوشانده شده است و طی دو سال نظارت می شود.

ترک در بتن و ستون های ساختمان

ترک در بتن به دلیل مقاومت در برابر کشش نسبتاً کم ، یک پدیده رایج است. ماندگاری بتن توسط این ترکها مختل می شود زیرا مسیر راحتی برای انتقال مایعات و گازهایی است که به طور بالقوه حاوی مواد مضر هستند. اگر میکرو ترک ها رشد کرده و به آرماتورها برسند ، نه تنها ممکن است خود بتن مورد حمله قرار گیرد ، بلکه آرماتورها نیز خورده می شوند. بنابراین مهم است که باید عرض ترک را کنترل کرد و ترک ها را در اسرع وقت التیام داد. از آنجا که هزینه های نگهداری و تعمیر سازه های بتنی معمولاً زیاد است ، این تحقیق بر توسعه بتن خود ترمیم متمرکز است. خود ترمیم ترک های بتن به عمر مفید بیشتر سازه های ساختمانی بتنی کمک می کند و باعث می شود مواد نه تنها از دوام بیشتری برخوردار باشند بلکه از دوام بیشتری نیز برخوردار باشند.

بتن نسل جدید

مکانیسم های مختلف بهبودی مورد بررسی قرار می گیرند:

(1) بتن دارای ظرفیت ترمیم خودکار است زیرا سیمان بدون آب در ماتریس وجود دارد. وقتی آب با سیمان بی آب تماس می گیرد ، هیدراتاسیون بیشتر اتفاق می افتد. علاوه بر این ، CO2 محلول با Ca2 + واکنش داده و کریستالهای CaCO3 را تشکیل می دهد. با این حال ، این دو مکانیزم فقط ممکن است ترک های کوچک را بهبود بخشد. (کیم ون تیتلبوم ، دیدیه اسنوک)

بتن و محیط 16

بهبود خودکار بتن در ساختمان

برای تقویت مکانیسم بهبودی ، میکروفیبرها به مخلوط اضافه می شوند. با مخلوط کردن میکرولیاف ها در بتن ، ترک خوردگی های متعددی رخ می دهد. بنابراین ، نه یک ترک گسترده ، بلکه چندین ترک کوچک ایجاد می شود که به دلیل ترمیم خودکار ، راحت تر بسته می شوند. (دیدیه اسنیک)

ترک خوردگی چندگانه

ترک های بتن

مکانیسم های مختلف بهبودی مورد بررسی قرار می گیرند:

(1) بتن دارای ظرفیت ترمیم خودکار است زیرا سیمان بدون آب در ماتریس وجود دارد. وقتی آب با سیمان بی آب تماس می گیرد ، هیدراتاسیون بیشتر اتفاق می افتد. علاوه بر این ، CO2 محلول با Ca2 + واکنش داده و کریستالهای CaCO3 را تشکیل می دهد. با این حال ، این دو مکانیزم فقط ممکن است ترک های کوچک را بهبود بخشد. (کیم ون تیتلبوم ، دیدیه اسنوک)

ترک خوردگی چندگانه

(پلیمرهای جاذب فوق العاده (SAP) یا هیدروژل ها قادر به جذب مقدار زیادی مایعات (تا 500 برابر وزن خودشان) و نگهداری آن در ساختار خود بدون حل شدن هستند. با ایجاد ترک ، SAP در معرض محیط مرطوب قرار گرفته و متورم می شود. این واکنش تورم ترک را از نفوذ مواد بالقوه مضر مهر و موم می کند. پس از تورم ، ذرات SAP مایعات را جذب و مایع را برای پخت داخلی ، هیدراتاسیون بیشتر و رسوب CaCO3 به ماتریس اطراف ارائه می دهند. به این ترتیب ممکن است ترک ها کاملاً بسته شوند. (دیدیه اسنیک)

با توجه به اینکه در هنگام ایجاد ترک ، pH در بتن از 8/12 به 9-10 کاهش می یابد ، بررسی هیدروژل های حساس به pH مفید است. این موارد فقط در صورت بروز ترک و نفوذ آب شیرین متورم می شوند. (آرن مینیون)

با توجه به اینکه در هنگام ایجاد ترک ، pH در بتن از 8/12 به 9-10 کاهش می یابد ، بررسی هیدروژل های حساس به pH مفید است. این موارد فقط در صورت بروز ترک و نفوذ آب شیرین متورم می شوند. (آرن مینیون)

 (3) ترکها با استفاده از میکرو ارگانیسم های رسوب دهنده کربنات قابل بهبود هستند. این ارگانیسم پس از بی حرکتی در زمین دیاتومه در میکرو کپسول ها یا در SAP در ماتریس بتن جازازی می شود و پس از ایجاد ترک ، رسوب CaCO3 را شروع می کند. از طریق این فرآیند ، سلول باکتریایی با یک لایه کربنات کلسیم پوشانده می شود و در نتیجه ترک پر می شود. (وانگ جیان یون

ترمیم خودکار بتن

پلیمر های محصور شده در بتن

(4) یکی از برنامه های تحقیقاتی استفاده از پلیمرهای محصور شده به منظور دستیابی به خود ترمیم ترکهای بتنی را در نظر گرفته است. وقتی ترک ایجاد می شود ، کپسول ها شکسته می شوند و محتوا آزاد می شود. به دلیل عمل مویرگی ، عامل به داخل ترک می ریزد. پس از واکنش ، صورتهای ترک به هم متصل شده و ترک برطرف می شود.

بسته به میزان خاصیت بازیابی مجدد ، عوامل مختلف درمانی در کپسول قرار گرفته اند. به منظور کاهش نفوذ پذیری آب بتن ترک خورده ، داخل کپسول ها پلی اورتان تهیه می شود. هنگامی که قدرت دوباره مسئله مهم تری باشد ، متیل متاکریلات کپسوله می شود. برای سازه هایی که جنبه زیبایی از اهمیت برخوردار است ، عوامل دفع کننده آب می توانند کپسوله شوند. (کیم ون تیتلبوم)

به عنوان مواد کپسول سازی از لوله های شیشه ای یا سرامیک شکننده استفاده شده است. با این حال ، از آنجایی که کپسول ها باید از فرآیند اختلاط در بتن دوام بیاورند ، تحقیقات در حال حاضر بر روی تولید کپسول هایی با خواص مناسب برای زنده ماندن در فرآیند اختلاط و آزاد کردن عامل ترمیم در هنگام ایجاد ترک در ماتریس سخت شده متمرکز است. (Kim Van Tittelboom، Adelaide Araujo)

بتن خود ترمیم شونده

آزمایش خمش 3 نقطه ای:

آزاد سازی ماده درمانی – تجسم کپسول ها و عامل بهبودی توسط توموگرافی

در مورد ترک های دینامیکی در سازه های تحت بار چرخشی (به عنوان مثال به دلیل ترافیک یا تغییرات دما) ، می توان از پلیمرهای الاستیک محصور شده استفاده کرد. در حالی که ترکهای بهبود یافته با CaCO3 با بارگیری مجدد باز می شوند و در مورد پلیمرهای سفت و سخت ترکهای جدیدی ایجاد می شود ، پلیمرهای الاستیک باید بتوانند ترکهای با عرض بیشتر را پر کنند. بنابراین ، برای این کاربرد خاص ، بازیابی قدرت به اندازه یک مهر و موم موثر ترکها مهم نیست. خواص چسبندگی و ظرفیت کرنش عوامل بهبودی پلیمری الاستیک در حال کار ارزیابی می شود. (Joâo Feiteira)

مقاله بتن های نوین

(5) در حالی که به نظر می رسد بتن خاکستر و سرباره کوره بلند با توجه به ریزساختار اولیه و توسعه قدرت پایین تر هستند ، اما توانایی خود ترمیم آنها دقیقاً به دلیل درجه پایین هیدراتاسیون سرباره و مگس می تواند بسیار بالاتر باشد. ذرات را بشویید. با ترک خوردن ، ذرات غیر واکنشی می توانند دوباره فعال شوند تا ترک بسته شود و نفوذ ناپذیری و مقاومت در برابر آب را بدست آورید. مناسب بودن انواع مختلف فعال کننده های قلیایی (به عنوان مثال NaOH ، KOH یا محلول سیلیکات) بررسی شده است.

دیدگاهتان را بنویسید

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