بتن خود ترمیم شونده نمونه ای از بتن هایی با ویژگی های منحصر بفرد می باشد. به طور کلی بتن از جمله مصالح ساختمانی است که همواره در صنعت ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد.
این متریال ترکیبی ساده از سیمان، آب و سنگدانه است و برای ساخت سازه های مختلف کاربرد دارد. بتن خود ترمیم شونده که در انگلیسی به آن self-healing concrete می گویند، جزء پرمصرف ترین و مقاوم ترین مصالحی است که به دلیل انعطاف پذیری بالا می توان آن را به هر شکلی درآورد، از این رو نه تنها برای مقاوم سازی سازه بلکه برای فرم دهی به آن نیز گزینه ای بسیار مناسب به شمار می آید.
ویژگی های بتن خود ترمیم شونده
به منظور جلوگیری از ترک خوردگی بتن و نفوذ رطوبت به میلگردها، نگهداری و ترمیم بتن امری بسیار ضروری می باشد. با پیشرفت علم و تکنولوژی در صنعت ساختمان، امروزه بتن ها این قابلیت را دارند که خود به خود ترمیم و به مصالحی با دوام تبدیل شوند.
بتن خود ترمیم بتنی است که به محض ایجاد ترک در سطح خود شروع به بازسازی و ترمیم می کند و مانع از گسترش ترک و عمیق شدن آن می شود.
هنگام ایجاد ترک در بتن، مواد سیمانی خشک شده ای که در ترک ها وجود دارد با دی اکسید کربن و آب واکنش داده و لایه ای از کربنات کلسیم تولید می شود که مانع از گسترش ترک ها و شکاف های بیشتر می شود.
سه هفته زمان نیاز است تا بتن عملیات ترمیمی خود را تکمیل کرده و بازسازی شود. دلیل ایجاد واکنش در این بتن وجود یک نوع باکتری و منبع تغذیه آن است.
بتن خود ترمیم شونده با استفاده از یک نوع باکتری قادر به ترمیم ترک های خود است. در واقع مکانیزم ترمیم بتن با استفاده از باکتری و منبع تغذیه آن یعنی کلسیم الکتات صورت می پذیرد که در بتن قرار گرفتند.
این باکتری به صورت غیر فعال در بتن قرار دارد. اما پس از ترک خوردگی در مجاورت آب فعال می شود و با ایجاد واکنش شیمیایی منجر به تولید کربنات کلسیم می گردد.
باکتری عامل اصلی خود ترمیم شوندگی بتن است، زیرا با مسدودسازی ترک ها، عمر سازه و مقاومت آن را افزایش می دهد. این باکتری در طبیعت موجود است و پیوستگی ساختار بتن را پایدار می نماید.
علاوه بر آن می تواند تخم هایی تشکیل دهد که غیر فعال و زیست پذیر باشند و بتوانند تنش های شیمیایی یا فیزیکی را تحمل کنند.
مزایا استفاده از بتن خود ترمیم شونده
- مقاومت بسیار بالا در برابر شرایط مختلف جوی
- قابلیت شکل پذیری
- مقاومت بالا در برابر سرما و گرما
- طول عمر زیاد
- نفوذ پذیری بسیار کم در برابر آب و دیگر مواد شیمیایی
- بهبود خواص مکانیکی بتن مانند مقاومت فشاری و مقاومت خمشی
- کاهش وزن سازه
- افزایش دوام و پایداری سازه
- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
- جلوگیری از آسیب دیدگی سازه اصلی ساختمان
- جلوگیری از زنگ زدگی فولاد و آرماتورهای داخلی بتن
نقطه ضعف بتن خود ترمیم شونده
- هزینه بالا بتن خود ترمیم در ساخت و ساز، از نقاط منفی این محصول محسوب می شود.
تفاوت بتن خود ترمیم با بتن معمولی
مهم ترین تفاوت این دو بتن در همان خاصیت ترمیم شدگی بتن خود ترمیم می باشد که در بتن معمولی این خاصیت وجود ندارد. همچنین به دلیل خاصیت خود ترمیمی که این بتن دارد، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی این محصول نسبت به بتن معمولی بیشتر می باشد.
کاربرد بتن خود ترمیم شونده
به طور کلی از بتن های خود ترمیم در مناطقی که امکان وقوع سیل، آتش، باد، باران و تگرگ وجود دارد و یا مناطق بسیار خشکی که احتمال دارد بتن ترک بخورد، استفاده می شود. محصول در ساختمان ها، برج ها، جاده ها و پل ها بکاربرده می شود.
ساخت بتن خود ترمیم شونده
در ساخت بتن خود ترمیم مکانیزمی بکاررفته که باعث ایجاد یک مخلوط بتنی می شود که شامل یک پیش ماده لاکتات کلسیم (Ca(C3H5O2)2 و یا کپسول های کوچک حاوی باکتری می باشد.
نحوه کار این باکتری ها به گونه ایست که پس از مخلوط شدن با بتن، شروع به رشد کردن می کنند. پس از آن سنگ آهکی (CaCo3) تولید می شود که نشان از تکثیر باکتری ها دارد.
دکتر ریچارد کوپر از گروه زیست شناسی و بیوشیمی دانشگاه BATH می گوید که ترکیب باکتری ها با بتن سبب ایجاد لایه ای محافظ می شود که از خوردگی فولاد جلوگیری به عمل می آورد.
باکتری هایی که در بتن خود ترمیم مورد استفاده قرار می گیرند به دلیل شکل میکروبی و طول عمر بالای 200 سالی که دارند و همچنین مقاومت در برابر قارچ و اسپور، مناسب ترین نوع باکتری محسوب می شوند.
نحوه عملکرد بتن خود ترمیم شونده
در بتن های خود ترمیم با الهام از نحوه عملکرد گلبول های قرمز در هنگام آسیب دیدگی پوست، این محصول را تولید کرده اند. کپسول های حاوی باکتری های ترمیم کننده یا مواد نانو در بتن قرار می گیرند و هنگام ترک خوردگی، مواد داخل این کپسول ها آزادشده و سبب ترمیم بتن می شوند.
برخی از مواد نانویی که در بتن خود ترمیم مورد استفاده قرار می گیرند شامل پلی اتیلن، کربن سیاه، سیلیکا، متاکریلات بوتیل، اپوکسی پلی آنیلین، کامفور سولفونات، اپوکسی، نانو رس می باشند.
کلام آخر
ما در این مقاله به بررسی نوعی بتن جدید و کابردی به نام بتن خود ترمیم پرداختیم که مزایا و کاربردهای بسیار فراوانی در ساختمان سازی دارد و تحول عظیمی در صنعت ساختمان بوجودآورده است.
از آن جایی که بتن یکی از اصلی ترین متریال مورد استفاده در صنایع مختلف می باشد، بی توجهی به ویژگی های آن ممکن است خسارت های جبران ناپذیری را بر سازه وارد کند.
امیدواریم این نوشته از ساختمانچی توانسته باشد پاسخگوی سوالات شما کاربران گرامی در زمینه بتن خود ترمیم بوده باشد. اگر نکته ای در مورد این نوع بتن می دانید که ما در این مقاله ذکر نکردیم، آن را با ما در میان بگذارید.
