سبد خرید
0

هیچ محصولی در سبد خرید نیست.

چگونه بتن خود ترمیم شونده به صنعت ساخت و ساز کمک می‌کند؟

بتن خود درمان چیست؟

اصطلاح «خود ترمیم شونده»، وقتی روی مواد پایه سیمانی مانند بتن به کار می رود، به ماده ای گفته می شود که پس از ترک خوردن می تواند مقاومت خود را بدست آورد و خود را مهر و موم کند. خود ترمیم می‌تواند از طریق انواع مختلف فرایندها اتفاق بیفتد. بتن خود ترمیم شونده بیش از ۲۰۰۰ سال پیش اختراع‌شده، این بتن به‌طور مداوم یکی از متداول‌ترین مصالح ساختمانی باقی‌مانده است. جامد، بادوام، تولید انبوه، نگهداری آسان و همچنین ارزان می باشد. بتن مستعد ترک‌هایی بوده که می‌تواند کل ساختار یک ساختمان را به خطر بیندازد.

 

بتن خود درمان چیست؟

به ساده‌ترین اصطلاح، بتن خودترمیم شونده بتنی است که توانایی‌ترمیم ترک‌ها و نقص‌های خاص خود را دارد. وقتی صحبت از استفاده از بتن در ساخت می‌شود، یکپارچگی سازه یک نگرانی اساسی است. درنتیجه، زمان و تلاش زیادی صرف اطمینان از وضعیت عالی بتن می‌شود. بتن خودترمیم کننده برای باقی ماندن در شکل نوک‌تیز نیاز به هیچ مداخله انسانی ندارد.

چرا بتن خود درمان به صنعت ساختمان کمک می‌کند؟

تمام شرکت‌ها، مهندسان و پیمانکاران می‌دانند که بتن ترک می‌خورد. این موضوع اجتناب‌ناپذیر می باشد. ترک‌ها ممکن است کوچک و حتی میکروسکوپی شروع شوند، اما هرچه زمان می‌گذرد، گسترش می‌یابند. ترک گسترده در بتن نه‌تنها مقاومت بتن را کاهش می‌دهد بلکه نفوذپذیری آن را نیز افزایش خواهد داد. افزایش نفوذپذیری می‌تواند اثرات مخربی بر روی آرماتورهای فولادی (میلگرد) تعبیه‌شده در بتن داشته باشد.

 

چرا بتن خود درمان به صنعت ساختمان کمک می‌کند؟

با افزایش نفوذپذیری در یک ماتریس (پلیمر) بتن، این امکان را برای ورود مولکول‌های خارجی به ماتریس فراهم می‌کند که درنهایت به میلگرد می‌رسد. سپس ماتریس به خطر افتاده میلگردها را برای خوردگی ایجاد می‌کند. با خوردگی میلگرد فولادی، منبسط می‌شود و باعث ترک خوردن و پاشیدن بتن بیشتر می‌شود. تا زمانی که‌ترمیم صدا در ناحیه آسیب‌دیده انجام نشود، ترک‌ها و خوردگی‌ها همچنان رشد می‌کنند.

بتن خودترمیم شونده چگونه کار می‌کند؟

برخلاف بتن معمولی، بتن خود ترمیم شونده حاوی باکتری‌هایی به نام باسیل پاستوریی است، همراه با نوعی نشاسته که به‌عنوان غذای باکتری‌ها عمل می‌کند. این باکتری‌ها تا زمانی که ترک ایجاد شود و هوا به داخل آن خاموش بماند، باقی می‌مانند. این تغییر باعث از بین رفتن باکتری‌ها شده و آن‌ها را به خوردن نشاسته‌ای که به بتن اضافه‌شده است، سوق می‌دهد. باکتری‌ها با خوردن، رشد و تولیدمثل، کلیست را که نوعی کربنات کلسیم است دفع می‌کنند. هنگامی‌که کلیست به بتن پیوند می‌خورد، ترک را پرکرده و آن را مهروموم می‌کند.

 

بتن خودترمیم شونده چگونه کار می‌کند؟

باکتری‌ها در ماتریس مبتنی بر سیمان سفت شده خاموش هستند تا زمانی که ترک ایجاد شود. پس از ایجاد ترک، این امر اکسیژن، آب و سایر مولکول‌ها را در دسترس باکتری‌ها قرار می‌دهد. موادی که ما استفاده کردیم حاوی غذایی برای باکتری‌ها بود که باعث تولید باکتری‌ها کربنات کلسیم شد. این کربنات کلسیم است که می‌خواهد ترک‌های ماتریس خمیر سیمان را پر کند. وقتی ترک‌ها کاملاً با کربنات کلسیم پر می‌شوند، این می‌تواند از نفوذ بیشتر یون‌های تهاجمی به بتن جلوگیری و حتی ممکن است به آن کمک کند تا قدرت خود را بازیابد.

بتن خود درمان چقدر مؤثر است؟

با کمک باسیل پاستوری، بتن ترک‌خورده می‌تواند ۹۰٪ مقاومت اولیه خود را بازیابی کند. به گفته پروفسور ویکتور لی از دانشگاه میشیگان، وقتی دوباره بتن را پس از بهبودی بارگیری می‌کنیم، دقیقاً مانند همان سختی و استحکام رفتار می‌کند. خودترمیم آسیب ترک، هر نوع سختی را که در اثر آسیب دیدن از بین می‌برد، بازیابی می‌کند و آن را به حالت بکر خود بازمی‌گرداند. به‌عبارت‌دیگر، استفاده از باکتری‌ها برای شروع روند بهبودی یک روش عالی برای آموزش بتن برای ترمیم خود است.

ازآنجاکه بتن هرروز برای هر نوع ساخت استفاده می‌شود، دلیل بر این است که این نوآوری می‌تواند زیرساخت‌ها را ایمن‌تر و بادوام‌تر کند. استفاده از باسیل پاستوری نه‌تنها وخامت را معکوس می‌کند، بلکه می‌تواند هزینه‌ها و اثرات زیست‌محیطی ساخت سازه‌های جدید را نیز به حداقل برساند. علاوه بر این، تعمیرات انجام‌شده با این نوع بتن احتمالاً طولانی‌تر از نمونه‌های معمولی آن‌ها است. نمی‌توان انکار کرد که دنیا هرروز در حال تغییر است. بتن با آن تغییر می‌کند. با پیشرفت زمان، ما نمی‌توانیم منتظر بمانیم تا ببینیم چه چیزهایی بیشتر با بتن خودترمیم می‌شوند.

بتن خود ترمیم شونده مبتنی بر باکتری

بتن خودترمیم شونده توسط Henk Jonkers، میکروبیولوژیست و استاد دانشگاه صنعتی دلفت در هلند اختراع شد. Jonkers در سال ۲۰۰۶ شروع به تولید بتن خود ترمیم کرد. پس از سه سال آزمایش، وی ماده بهبوددهنده کامل باسیل را یافت. جونکرز در مصاحبه با CNN گفت: «شما به باکتری‌هایی نیاز دارید که بتوانند در محیط سخت بتن زنده بمانند.» «این ماده سنگ مانند، بسیار خشک است.» باسیلوس یک بازی مناسب برای کار می‌باشد. این باکتری‌ها در شرایط بسیار قلیایی بتن رشد کرده و اسپورهایی تولید می‌کنند که می‌توانند تا چهار سال بدون هیچ‌گونه غذا و اکسیژن زنده بمانند.

 

بتن خود ترمیم شونده مبتنی بر باکتری

جونکرز با افزودن لاکتات کلسیم به مخلوط بتن آهکی به‌منظور تغذیه باسیل، قابلیت خود را نهایی کرد تا آن‌ها بتوانند برای ترمیم ترک‌های بتن سنگ‌آهک تولید کنند. جونکرز گفت: «این ترکیب طبیعت با مصالح ساختمانی است.» «طبیعت بسیاری از قابلیت‌ها را به صورت رایگان در اختیار ما قرار می دهد. در این مورد، باکتری‌های تولیدکننده سنگ‌آهک.»

بتن خود ترمیم شده بر پایه سیلیکات سدیم

میشل پلتیر، دانشجوی مهندسی دانشگاه رود آیلند، بتونی خودترمیم را با همکاری آریجیت بوز، استاد مهندسی شیمی در دانشگاه خود ایجاد کرد. بر اساس مصاحبه‌ای او بیان کرد، بتن خودترمیم شونده ارزان است و با استفاده از یک ماده درمان‌کننده سیلیکات سدیم میکرو محصورشده. با ایجاد ترک در بتن، این کپسول‌ها پاره شده و سیلیکات سدیم را آزاد می‌کنند. عامل بهبودی با هیدروکسید کلسیم موجود در بتن واکنش می‌دهد و یک ژل کلسیم-سیلیس-هیدرات تشکیل می‌دهد که ترک را ترمیم می‌کند و در طی یک هفته سفت می‌شود.

آینده بتن خود ترمیم شونده

همان‌طور که می‌توانید تصور کنید، بتن خود ترمیم شونده کاملاً یک بازی است. این قابلیت را به ما می‌دهد که بدون نگرانی در مورد خسارت و یا تعمیر و نگهداری فشرده ساختمان‌ها را بسازیم. سازه‌ها نه‌تنها از بتن خودترمیم بهره‌مند می‌شوند، بلکه یک‌راه حل عالی برای پیاده‌روها هستند. بدون نگرانی از فرسایش، می‌توان روسازی صاف و آسفالت را در شهرها و حومه انجام داد. بااین‌حال، بتن خودترمیم شونده هنوز در مرحله کامل شدن می‌باشد. اگرچه در حال حاضر دستیابی به مقداری بتن خودترمیم ممکن است دشوار باشد، اما می‌توانید انتظار داشته باشید که ظرف چند سال آینده بر صنعت تسلط یابد. در ضمن، دستورالعمل‌هایی برای ایجاد بتن خودترمیم کننده به‌صورت آنلاین وجود دارد.

یکی از مصالح ساختمانی که معمولاً مورداستفاده قرار می‌گیرد، بار دیگر انقلابی در نحوه ساخت و طراحی زیرساخت‌های خود ایجاد می‌کند. با استفاده از بتن خودترمیم، ساییدگی و پارگی دیگر نگران‌کننده ساختمان‌های بتونی یا پیاده‌روها نخواهد بود. اگرچه هنوز در دست توسعه است، دانشمندان رویکردهای مختلفی را برای تکمیل بتن خودترمیم در پیش می‌گیرند. برخی از این عوامل درمانی با استفاده از باکتری‌ها، سیلیکات سدیم و همچنین قارچ ایجادشده‌اند. خدمات آموزشی لورمان ارائه‌دهنده آموزش مداوم مواد آموزشی، دوره‌ها و منابع مبتنی بر انطباق است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خدمات آموزشی لورمان، لطفاً با ما تماس بگیرید.

فرایندهای بتن‌ریزی خود درمانی

سه فرآیند مرتبط با خودترمیم در بخش‌های بعدی با جزئیات بحث شده‌است.

۱- بتن خودترمیم شونده طبیعی

می‌توان ترک‌های بتنی را با چندین فرآیند طبیعی تا حدی بهبود داد. تعداد کمی فرآیند طبیعی قادر به ترمیم ترک‌ها به میزان محدودی است.

۲- بتن شیمیایی خودترمیم شونده

این فرآیند روش دیگری برای ترمیم بتن با تزریق اجزای شیمیایی به داخل ترک‌ها است. همچنین به‌عنوان بهبودی مصنوعی برای طراحی مواد شیمیایی خودترمیم شونده، مقامات مایع مانند چسب برای مخلوط شدن لازم است.

۳- باکتری‌های استفاده‌شده از بتن‌های بیولوژیکی

بهبود بتن خودترمیم این است که فناوری بتن هدف جدیدی در محقق شدن کارهای مهندسی عمران و دانشمند بیوتکنولوژی در اوایل سال ۱۹۸۰ مقالاتی در مورد بتن خود ترمیم بیولوژیکی و بعد از ۱۹۹۰ می‌توان باکتری‌های موجود در بتن را در شرایط تعلیق‌ترمیم کرد. بتن ازنظر ماهیت بسیار قلیایی است، میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها باید در برخی از مواد منحصربه‌فرد در فوت اضافه شوند. علاوه بر این، میکروارگانیسم‌ها باید توانایی مقاومت در برابر شرایط طبیعی مختلف را داشته باشند.

3-باکتری‌های استفاده‌شده از بتن‌های بیولوژیکی

ویژگی مختلف باکتری‌های باسیلوس

باکتری‌های گونه‌های باسیل دقیقاً از ویژگی‌های مناسبی برخوردارند. اسپورهای آن‌ها می‌توانند برای دهه‌ها در نوعی حالت خواب، بدون غذا و اکسیژن زنده بمانند. در بتن، آن‌ها فقط در صورت «افزودن» آب و اکسیژن زنده می‌شوند؛ به‌عبارت‌دیگر، اگر ترک در بتن ظاهر شود. سپس آن‌ها قادر به تکثیر و تولید سنگ‌آهک هستند و درنتیجه ترک را در عرض چند هفته می‌بندند. به‌محض بسته شدن کامل ترک، رطوبت دیگر نمی‌تواند وارد بتن شود، بنابراین ضعیف نخواهد شد. این به‌عنوان مثال بهترین راه‌حل برای فضاهای زیرزمینی که در آن‌ها همیشه مرطوب است.

اهداف بتن خود درمان شونده

  • برای التیام ترک‌ها توسط بارش باکتریایی.
  • برای بررسی تأثیر باکتری‌های گونه باسیل در افزایش قدرت.
  • تقویت دوام و مقاومت فشاری بتن.
  • استفاده کارآمد از بتن‌های زیستی در ساختار دریایی.
  • ایجاد ترک در سازه‌های بتونی به دلیل بدتر شدن عمر مفید آن، بارهای مختلف و اجزای غیر بار غیرقابل‌اجتناب است.
  • دسترسی به منطقه ترک‌خورده ممکن است دشوار و نیاز به بازسازی باشد.
  • این‌یک روش سازگار با محیط‌زیست است، که می‌تواند برای جلوگیری از زوال فلزات استفاده شود.
  •  

اهداف بتن خود درمان شونده

مزایای منحصربه‌فرد بتن درمانی 

  • این بتن نسبتاً بتن معمولی از نفوذپذیری بسیار کمتری، دوام بیشتر و تنش بیشتری برخوردار است.
  • می‌تواند به‌صورت اسپری در ساختمان‌های موجود اعمال شود که می‌تواند هزینه‌های کلی تعمیر و نگهداری ساختمان‌ها را کاهش دهد.
  • این‌یک روش سازگار با محیط‌زیست است زیرا از دی‌اکسید کربن تولیدشده به دلیل استفاده کم از بتن جلوگیری می‌شود.
  • SHC یک کمک‌فنر مؤثرتر است که هنگام زلزله از آن محافظت می‌کند، زیرا روی سطح خود غشای پلیمری دارد.
  • این می‌تواند در سطوح داخلی عمل کند و این بدان معناست که می‌توان به کوچک‌ترین ترک‌ها رسید.
  • می‌توان از سیمان بدون هیدراته استفاده کرد که به مشارکت قوی کمک نمی‌کند.
  • این نوع بتن به پر شدن ترک کمک می‌کند.
  • بهبود مقاومت فشاری بتن.
  • مقاومت بهتر در برابر کاهش حمله ذوب یخ.
  • نفوذپذیری بتن را کاهش می‌دهد.
  • کاهش خوردگی بتن مسلح.
  • همچنین، به کاهش تعمیر و نگهداری کمک می‌کند.
  •  

مزایای منحصربه‌فرد بتن درمانی 

معایب بتن خود درمان شونده

  • هزینه بتن خودترمیم شونده دو برابر بتن معمولی است.
  • رشد هر باکتری در هیچ محیط جوی خوب نیست.
  • تحقیقات بارش کلیست گران است.
  • نیروی کار ماهر لازم است.
  • در این مکانیسم واکنش، ۲ یون آمونیوم به‌طور هم‌زمان برای هر یون کربنات تولید می‌شود که می‌تواند منجر به بار زیاد نیتروژن محیطی شود.
  • ماتریس بتن تغییر می‌کند و میزان اختلاط را کاهش می‌دهد بنابراین مقاومت بتن کاهش می‌یابد.
  • تقویت نیرو فرآیندی نسبتاً کند است.

کاربردهای بتن خود ترمیم شونده

  • می‌تواند به‌طور فعال در مورد جاده‌ها برای کاهش ترافیک استفاده شود.
  • همچنین توسط صنایع نفت و گاز استفاده می‌شود و از گسترش ترک‌های کوچک جلوگیری می‌کند.
  • می‌تواند برای تقویت هر دو نوع ساختاری موجود و جدید استفاده شود.
  • در مناطقی که ساختمان‌ها دچار انجماد و ذوب می‌شوند مؤثر است.
  • این می‌تواند در مورد کارهای آبیاری، سدهایی که مستقیماً در تماس با آب هستند، مقرون‌به‌صرفه باشد.
  • این بتن را می‌توان برای بخش‌هایی مانند تونل زنی، دیوارهای زیرزمینی ساختاری، بزرگراه‌ها، پل‌ها، کف‌های بتونی و سازه‌های دریایی استفاده کرد.
  • این‌یک فناوری جدید است که می‌تواند جای خود را به جاده‌های پایدار بدهد.
  • در ساختمان‌های با مقاومت بالا و ظرفیت تحمل بیشتر.

برای طراحی داخلی، طراحی نقشه و طراحی نما ساختمان می توانید سفارش خود را به صورت آنلاین در سایت ما ثبت کنید!

بیشترین ها
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

توسط
تومان