بتن خود ترمیم شونده (Self-healing concrete) نمونه ای از بتن است که ویژگی های منحصر به فردی دارد. به طور کلی بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در صنعت ساخت و ساز است. این ماده ترکیبی ساده از سیمان، آب و سنگدانه است و برای ساخت سازه های مختلف استفاده می شود. این متریال یکی از پرکاربردترین و مقاوم ترین مصالح ساختمانی است که به لطف انعطاف پذیری بالا می توان آن را به هر شکلی درآورد. بنابراین نه تنها برای مقاوم سازی سازه بلکه برای شکل دادن به آن گزینه بسیار مناسبی به حساب می آید. بتن خود ترمیم شونده یک ماده بادوام و کاربردی است که برای اجرای پروژه های ساختمانی مورد استفاده قرار می گیرد. در ادامه این مقاله از شرکت مقاوم سازی آشیان پی به بررسی بتن خود ترمیم شونده، خواص و کاربردهای این محصول خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
بتن خود ترمیم شونده چیست؟
بتن خود ترمیم شونده یک ماده مرکب از سیمان، آب و سنگدانه است و برای ساخت سازه های مختلف استفاده می شود. بتن خود ترمیم شونده یکی از پرکاربردترین مصالح در ساختمان سازی است. این محصول به دلیل انعطاف پذیری خوب و مقاوم سازی سازه‌ها و استحکام ساختاری بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول به دلیل وجود نانوتیوب‌های ترکیبی و باکتری‌های موجود در آن در هنگام وقوع انفجار یا شکست، می تواند به سرعت خود را بازسازی کند. بتن خود ترمیم شونده نوعی بتن است که می تواند ترک ها را به خودی خود ترمیم کند.
انواع بتن های خود ترمیم شونده کدامند؟
1. بتن باکتریایی: در این نوع بتن، باکتری هایی وجود دارند که می توانند کربنات کلسیم تولید کنند. باکتری ها با شکسته شدن بتن فعال می شوند و برای ترمیم آن کربنات کلسیم تولید می کنند.
2. بتن فعال: در این نوع بتن مواد شیمیایی مانند فلزات و سیمان وجود دارد که در تماس با آب فعال می شوند و شروع به ترمیم بتن می کنند.
3. بتن خود ترمیم شونده الیافی: در این نوع بتن الیافی وجود دارد که در هنگام شکستن بتن را ترمیم می کند. این الیاف می توانند از فلز، پلیمر یا کربن ساخته شوند.
بتن باکتریایی یا بتن خود ترمیم شونده چگونه عمل می کند؟
راه حل های مختلفی برای ترمیم ترک ها در ساختمان ها وجود دارد. یکی از کاربرد های درمانی بتن باکتریایی یا بتن خود ترمیم کننده می باشد. فرآیند خود ترمیمی ترک ها یا خود پر شدن ترک ها پس از سخت شدن توسط واکنش باکتریایی در بتن را بتن خود ترمیم شونده می گویند. ترک های کوچک ایجاد شده در سازه با عرض در محدوده 0.05 تا 0.1 میلی متر به طور کامل در چرخه های مرطوب و خشک مکرر بسته می شوند. مکانیسم این بهبود خودکار این است که عرض در محدوده 0.05-0.1 میلی متر به عنوان مویین عمل می کند و ذرات آب از طریق شکاف ها نفوذ می کنند. این ذرات آب سیمان بدون واکنش را هیدراته می‌کنند و سیمان منبسط می گردد و ترک را پر می کند. اما وقتی شکاف ها بیشتر می شود، کارهای اصلاحی دیگری مورد نیاز است. یکی از روش های ممکن در حال حاضر در دست بررسی و توسعه است.
این بر اساس استفاده از باکتری هایی است که مواد معدنی را در بتن تولید می کنند. باکتری هایی که جهت ترمیم ترک ها مورد استفاده قرار می گیرند؛ باکتری های تولید کننده اسید هستند. این باکتری ها می توانند در سلول ها غیر فعال بمانند و بیش از 200 سال در شرایط خشک زندگی کنند. این باکتری ها به عنوان یک کاتالیزور در فرآیند ترمیم ترک عمل می کنند. باکتری های مختلفی در تشکیل بتن خود ترمیم شونده از جمله باسیلوس استفاده می شود.
اهمیت استفاده از بتن خود ترمیم شونده
نفوذ رطوبت به داخل بتن می تواند به میلگرد آسیب برساند، به همین دلیل برای جلوگیری از ترک خوردن بتن و نفوذ رطوبت به میلگرد ها نگهداری و ترمیم بتن عملی بسیار ضروری است. با پیشرفت علم و تلاش محققان صنعت ساختمان، بتن امروزه این قابلیت را دارد که خود را ترمیم کرده و به ماده ای بادوام تبدیل شود. بتن خود ترمیم شونده به این صورت اتفاق می افتد که به محض ایجاد ترک در سطح آن شروع به بازسازی و ترمیم می کند و از گسترش و رشد ترک جلوگیری می کند. هنگامی که ترک در بتن ایجاد می شود، مواد سیمانی خشک شده در ترک ها با دی اکسید کربن و آب واکنش داده و لایه ای از کربنات کلسیم تولید می کند که از ایجاد ترک و انبساط ترک جلوگیری می کند.
کاربردهای بتن خودترمیم شونده
همانطور که قبلا ذکر شد یکی از کاربردهای اصلی و مهم بتن های ترمیم شونده، افزایش مقاومت و عمر مفید بتن می باشد. واکنش های شیمیایی و تولید کربنات کلسیم در محل آسیب دیده، علاوه بر ترمیم بتن، برای افزایش مقاومت آن مفید است. کاربرد دیگر این ماده این است که در تمامی شرایط محیطی و آب و هوایی قابل استفاده است. این ماده در برابر سیل، آتش سوزی، سرما، یخبندان و حتی مناطق خشک بسیار مقاوم است و در اکثر برج ها و ساختمان های عمومی استفاده می شود.
مزایای استفاده از بتن خود ترمیم شونده
- مقاومت بسیار بالا در برابر شرایط آب و هوایی مختلف
- منعطف و قابلیت شکل پذیری
- مقاوم در برابر سرما و گرما
- طول عمر بالا
- مقاومت بسیار کم در برابر آب و سایر مواد شیمیایی
- کاهش وزن سازه
- افزایش استحکام و پایداری سازه
- کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری
- جلوگیری از آسیب به سازه اصلی ساختمان
- جلوگیری از خوردگی آرماتورهای فولادی و داخلی بتن
نتیجه گیری
همانطور که مشاهده می کنید استفاده از بتن خود ترمیم شونده بسیاری از نگرانی های کارفرمایان و مهندسان مجری در مورد ترک و آسیب به سازه های بتنی را برطرف می کند. علاوه بر این، حالت هوشمند این بتن ها خطای انسانی را کاهش داده و تمامی ترک ها را شناسایی و ترمیم می کند. از سوی دیگر، بتن علاوه بر خود ترمیمی، دارای خواص ویژه ای است که از نظر ساختاری بسیار مهم است. امروزه بتن خود ترمیم شونده جایگاه ویژه ای در بین مهندسین سازه برای افزایش مقاومت و دوام سازه ها پیدا کرده است. استفاده از این بتن به خصوص در برخی پروژه های بزرگ که برای آن هزینه های هنگفتی پیش بینی می شود اجتناب ناپذیر است.
