بتن خود ترمیم شونده: از تعریف تا خواص مکانیکی

۱۲ تیر ۱۳۹۶
امتیاز
(رای شما: 5)
هنگامی که بتن ترک می خورد باعث نفوذ آب و رطوبت شده که در تماس با باکتری های موجود در بتن قرار می گیرد و فرآیند ترمیم شروع می شود. سپس باکتری ها از لاکتیک کلسیم تغذیه می کنند و توسط به هم پیوستن کلسیم و کربنات، تشکیل سنگ آهک می دهند تا ترک را پوشانده و ترمیم کنند.

بتن خود ترمیم شونده

یکی از مشکلات متداول در بتن موضوع ترک خوردگی آن است. برای جلوگیری از ترک خوردگی و توسعه ترک در بتن و ممانعت از خوردگی میلگردهای بتن مسلح، این ماده نیازمند نگهداری و ترمیم است. محققین در دانشگاه (Delft) واقع درهلند به سرپرستی پروفسور [Henk Jonkerz] متخصص میکروبیولوژی درحال تحقیق برای حل معضل ترک خوردگی این ماده مهم ساختمانی هستند.

بتن خود ترمیم شونده

این تیم، با الهام از طبیعت و ترکیب علوم زیست شناسی و مهندسی عمران ماده جدیدی را تولید کرده اند که این پتانسیل را دارد، با ارتقاء عمر سازه هایی همچون ساختمان ها، پل ها و جاده ها، میلیارد ها تومان از هزینه های ساخت آن ها را کم کند و تاثیر چشمگیری را برای اقتصاد کشور و کاهش هزینه ساختمان ها و زیر ساخت ها به ارمغان آورد.

بتن با باکتری تولید شده از سنگ آهک و لاکتیک کلسیم که به صورت کپسولی در آمده اند ترکیب شده و یک ماده جدید با خواص بهبود یافته با نام بتن بیولوژیکی یا همان بیوبتن به وجود می آورد. باکتری های بکار گرفته شده توسط این تیم «باسیلوس سودوفرموس» و یا «سپوروسارکینا ساتروی» هستند که در شرایط قلیایی رشد پیدا می کنند، هنگامی که با بتن ترکیب می شوند و به صورت یکسان روی آن توزیع می گردند، می توانند به طور غیر فعال تا 200 سال در جای خود باقی بمانند و تنها هنگامی که بتن ترک می خورد، هوا و رطوبت باکتری را تحریک کرده و شروع به استفاده از لاکتیک کلسیم به عنوان منبع غذایی می کند و نتیجه این فرایند تولید سنگ آهک می باشد که در مدت زمان سه هفته منجر به آب بندی ترک می شود.

این تکنولوژی این توانایی را دارد که در عرض سه هفته ترک ها را با هر طولی اما تا ضخامت (0.8(mm بپوشاند. قابل ذکر است که این ماده  فینالیست جایزه  «مخترعین اروپا 2015»(European Inventor Award)   شده است.

 

عملکرد بتن خود ترمیم شونده

عملکرد بتن خود ترمیم شونده2

عملکرد بتن خود ترمیم شونده3

 

محدودیت ها

در حال حاضر، هزینه بالای این ماده، عامل بازدارنده استفاده کلان و همه گیر شدن آن است. زیرا که هزینه تولید آن دو برابر

هزینه بتن معمولی است. (70-80 یورو به ازاء هر متر مکعب)، که این مسئله استفاده از این بتن را تنها برای پروژه هایی که نشست و خوردگی در آن ها بسیار مشکل ساز هستند، توجیه پذیر می کند. قیمت بالای لاکتیک کلسیم که یک ماده مغذی برای باکتری محسوب می شود، تاثیر بسزایی برای به وجود آوردن این مشکل دارد. اما خوشبختانه این تیم بر روی یک جایگزین که ماده اصلی آن را شکر تشکیل می دهد کار می کنند که انتظار می رود بتوان بیوبتن را تبدیل به یک ماده پایدار برای جلوگیری از رشد ترک های به وجود امده در بتن کند.

خواص مکانیکی

با توجه به آزمایشات انجام شده به علت مقایسه بتن معمولی و بتن بیولوژیکی نتایج آزمایش در جداول زیر ارائه شده است و نشانگر آن است که مقاومت فشاری و مقاومت خمشی بتن بیولوژیکی M-20 بیشتر از حالت مشابه خود از نوع بتن معمولی است.

مقاومت فشاری عملکرد بتن خود ترمیم شونده

عملکرد بتن خود ترمیم شونده3

مراجع

1- Indian Journal of Science and Technology, Vol 9(47), DOI: 10.17485/ijst/2016/v9i47/105252, December 201

2- The Structural Engineer

 

user photo

امیر فکور

دیدگاه ها

اولین نفری باشید که نظر خود را ثبت می کند…