بتن خود ترمیم شونده ( تکنولوژی بتن پیشرفته ) + نکات خواندنی آن
فهرست مطالب
بتن که به عنوان مخلوطی از سنگدانه ها، آب و سیمان تعریف می شود ، به دلیل دوام، مواد اولیه آسان و مقاومت حرارتی بالا فوق العاده مفید و قابل استفاده است و بعید است که مصالح ساختمانی دیگر در مقیاس بزرگ به این زودی ها جایگزین شود.
بتن و آرماتور به دلیل مصرف بالای انرژی، بار بزرگی برای محیط زیست هستند، به همین دلیل بتن باید در برابر عوامل خارجی محافظت شود .
ترک در بتن اجتناب ناپذیر است و یکی از نقاط ضعف ذاتی بتن است. آب و سایر املاح از میان این شکاف ها تراوش کرده و باعث خوردگی می شود و در نتیجه عمر بتن را کاهش می دهد.
برخی از دلایل ایجاد ترک در بتن :
• انبساط و انقباض بتن در اثر اختلاف دما
• اعمال باری سنگین تر از بار طراحی بر روی بتن
• تبخیر سریع آب از سطح بتن و جمع شدگی آن
• عدم ویبره زنی مناسب در هنگام بتن ریزی
• پوشش نامناسب در هنگام بتن ریزی
• بالا بردن نسبت آب به سیمان بتن جهت نیل به کارآیی بالا
• خوردگی فولاد آرماتور داخل بتن
• فرسودگی سازه بر اثر مرور زمان
• آسیبهای ناشی از برخورد اجسام سخت
• مقاومت کششی پایین بتن
روشهای تعمیری بتن ترک خورده:
راه های ترمیمی متنوعی برای بتن های آسیب دیده وجود دارد به عنوان مثال استفاده از ترمیم کننده های سطحی پایه سیمانی، ترمیم با رزین های اپوکسی و…
اما در پاره ای از موارد ، دسترسی به محل آسیب دیدگی بسیار دشوار و یا حتی امکان ناپذیر است .همچنین ممکن است بتن در موقعیتی قرار داشته باشد که نیاز به ترمیم های مداوم و دوره ای داشته باشد؛ در چنین مواردی هزینه های ترمیم و بازسازی بسیار زیاد خواهد بود .
بنابراین نیاز به توسعه یک ماده زیستی ذاتی وجود داشت، یک ماده خود ترمیم شونده که بتواند ترک ها و شکاف های بتن را اصلاح کند. روشی سازگار با محیط زیست و موثر برای از بین بردن ترک ها.
ایده جدیدی که توسط محققان جهت پایین آوردن هزینه های تعمیرات همچنین امکان اعمال تعمیرات مدام بر روی بتن ها با جلوگیری از تحمیل هزینه های مضاعف مطرح گردید .
این نظریه بر پایه استفاده از مصالح ساختمانی پایدار و سازگار با محیط زیست شکل گرفت .
بر اساس این ایده مصالح ساختمانی سبز (پایدار) باید به گونه ای طراحی و مورد استفاده قرار گیرد که :
• منابع آلودگی را به حداقل برساند .
• برای سلامت انسان ایمن باشد .
• موجب صرفه جویی در مصرف انرژی گردد.
ایده جدید بر پایه تئوری خود ترمیمی بتن شکل گرفت . بر اساس این ایده با افزودن موادی به داخل بتن در هنگام تولید این امکان فراهم می گردد تا مواد افزونه داخل بتن تحت شرایط خاصی فعال گردیده و محل های مورد نیاز را ترمیم نماید.بر اساس این ایده با افزودن یک نوع باکتری خاص که تولید کننده سنگ آهک خود فعال می باشد به بتن تازه ، در اصل بتن را تبدیل به یک موجود زنده و خود ترمیم می کند.
این بتن بنام بتن ترمیم شونده و یا به نام مبتکر آن بتن Jonkers نامیده می شود.در حقیقت بتن فوق ، تلفیقی است از علم مهندسی عمران و زیست شناسی دریایی.
در این روش باکتری ها بطور یکنواخت در کل مخلوط بتن پخش می گردند و تا زمانی که در مجاورت رطوبت قرار نگیرند بصورت غیر فعال در جسم بتن باقی می مانند .
به مجرد رسیدن رطوبت ، آب همانند یک کاتالیزور عمل کرده و موجب می شود باکتری ها فعال شوند و تولید سنگ آهک کنند و رشد کریستالهای آهکی موجب ترمیم ترک ها می شود .
این باکتری ها تا زمانی که در معیت رطوبت قرار نگیرند تا 200 سال می توانند بصورت غیر فعال باقی بمانند و دوباره پس از رسیدن آب شروع به فعالیت نمایند.
این تکنیک بسیار مطلوب است زیرا رسوبات معدنی ناشی از فعالیت های میکروبی بدون آلودگی و طبیعی است. از آنجایی که دیواره سلولی باکتری ها آنیونی است، تجمع فلز (کلسیت) روی سطح دیواره قابل توجه است، بنابراین کل سلول کریستالی می شود و در نهایت منافذ و ترک های بتن را مسدود می کنند.
این افزونه به سه شکل ارائه می شود:
• اسپری که می تواند برای ترک های کوچکی که نیاز به تعمیر دارند استفاده شود،
• بصورت یک ملات تعمیری برای ترمیم ساختاری آسیب های بزرگ
• اختلاط با بتن برای ساخت بتن خود ترمیم شونده.
این ماده به طور بالقوه امکان کاهش آرماتورهای فولادی مورد استفاده برای محدودیت عرض ترک (مش های حرارتی ) در سازه های ضد آب را فراهم می کند. بنابراین استفاده از بتن خود ترمیم شونده نه تنها منجر به کاهش هزینه ها می شود، بلکه باعث بهبود عملکرد محیطی و سهولت در بتن ریزی به دلیل کاهش استفاده از فولاد در کاربردهای ضد آب می شود.
همانطور که به نظر می رسد، بتن خود ترمیم شونده Jonkers هنوز نمی تواند ترک ها یا چاله های بسیار گسترده در جاده ها را درمان کند. این فناوری در حال حاضر قادر به ترمیم ترک های تا عرض 0.8 میلی متر است. همچنین هزینه فعلی آن بسیار گران است .
معایب بتن خود ترمیم شونده :
• یکی از بزرگترین معایب آن در حال حاضر هزینه آن است. در مقایسه با بتن معمولی گران است. شاید در آینده با رایج شدن بتن خود ترمیم شونده، هزینه کاهش یابد.
• هنوز بسیاری از پیمانکاران نمی دانند که چگونه از این محصول استفاده کنند. از آنجایی که این محصول جدید است، بسیاری از مردم ایده ای برای استفاده از آن ندارند.
• هیچ کدی برای استانداردسازی بتن خود ترمیم شونده وجود ندارد.
انواع باکتری های آزمایش شده در مخلوط بتن و کارآیی آنها :
محققان در تحقیقات خود به نتایج جالبی دست یافتند که به تعدادی از آنها اشاره میگردد :
• اکثر باکتری های باسیلوس بر مقاومت فشاری و خمشی بتن اثر مثبت دارند .
• استفاده از مخلوط Bacillus pseudofirmus و Bacillus cohnii باعث افزایش مقاومت فشاری بتن می شود.
• گونه Bacillus sphaericus موجب کاهش جذب آب بتن میگردد.
• در بتن سبک سنگدانه، استفاده از Sporosarcina pasteuria مقاومت در برابرنفوذ یون کلرید را افزایش میدهد.
4 دیدگاه