بتن خود ترمیم شونده

بتن خود ترمیم شونده به عنوان توانایی بتن برای رفع ترک های خود به خودی خود مشخص می شود. این نه تنها ترک ها را آب بندی می کند بلکه به طور جزئی یا کامل خواص مکانیکی عناصر سازه را بازیابی می کند. این نوع بتن به بتن خود ترمیم شونده نیز معروف است. از آنجایی که بتن در مقایسه با سایر مصالح ساختمانی از مقاومت کششی ضعیفی برخوردار است، اغلب ترک هایی در سطح آن ایجاد می شود. این ترک ها دوام بتن را کاهش می دهند زیرا جریان مایعات و گازهایی را که ممکن است حاوی ترکیبات مضر باشند، تسهیل می کنند. اگر ریزترک ها منبسط شوند و به آرماتور برسند، نه تنها خود بتن در معرض خطر قرار می گیرد، بلکه میلگردهای فولادی تقویت کننده نیز مستعد خطر خواهند بود. [ ۱] [ ۲] بنابراین، محدود کردن عرض ترک و تعمیر آن در سریع ترین زمان ممکن ضروری است. بتن خود ترمیم شونده نه تنها ماده را پایدارتر می کند، بلکه به افزایش عمر مفید سازه های بتنی کمک می کند و ماده را بادوام تر و دوستدار محیط زیست می کند. [ ۳]
با توجه به اینکه بتن دارای ویژگی های خود ترمیمی ذاتی است خود ترمیمی یک پدیده قدیمی و شناخته شده برای آن است. ترک ها ممکن است به مرور زمان به دلیل هیدراتاسیون مداوم مواد معدنی کلینکر یا کربناته شدن هیدروکسید کلسیم بهبود یابد. [ ۴] کنترل ترمیم خود به خودی دشوار است زیرا فقط می تواند ترک های کوچک را التیام بخشد و تنها زمانی موثر است که آب وجود داشته باشد. این محدودیت استفاده از آن را سخت می کند. از سوی دیگر، بتن ممکن است برای ایجاد قابلیت های خود ترمیمی برای ترک ها تغییر یابد. راه حل های زیادی برای بهبود ترمیم خودزا با افزودن مواد افزودنی مانند افزودنی های معدنی، افزودنی های کریستالی و پلیمرهای سوپرجاذب وجود دارد. [ ۵] علاوه بر این، بتن را می توان به روش های خود ترمیم خودکار داخلی تغییر داد. خودترمیمی مبتنی بر کپسول ، خودترمیمی عروقی و خودترمیمی میکروبیولوژیکی رایج ترین انواع تکنیک های خودترمیمی هستند.
رومیان باستان از نوعی ملات آهکی استفاده می کردند که مشخص شده بود خود ترمیم کننده است. [ ۶] بلورهای استراتلینگیت در امتداد نواحی سطحی بتن رومی تشکیل می شوند و سنگدانه و ملات را به هم می چسبانند. این روند حتی پس از 2000 سال ادامه یافت و توسط زمین شناس ماری جکسون و همکارانش در سال 2014 کشف شد [ ۷] [ ۶] در اوایل دهه 1990، Carolyn M. Dry با توسعه پیکربندی که آزادسازی مواد شیمیایی ترمیم کننده از الیاف قرار داده شده در یک ماتریس سیمانی را آسان تر می کند، ایجاد کرد. [ ۸] از آن زمان، جامعه تحقیقاتی تکنیک های مختلفی را برای ترکیب خواص خود ترمیمی در بتن توسعه داده است. در میان سایر مواد خود ترمیم شونده، در سال های اخیر، کارهای تحقیقاتی بتن خود ترمیم شونده به دلیل کنسرسیوم های دولتی مانند SARCOS COST Action ، RM4L و SMARTINCS به طور تصاعدی در حال رشد هستند. پیش بینی می شود که بازار جهانی بتن خود ترمیم شونده با رشد CAGR 36. 8 درصدی در طول دوره پیش بینی، با افزایش درآمد از 34. 10 میلیارد دلار در سال 2021 به 562. 97 میلیارد دلار در سال 2030 برسد. افزایش سرمایه گذاری در پروژه های زیرساختی در مقیاس بزرگ و افزایش همکاری بین دولت های کشورهای مختلف برای مشارکت در پروژه های زیربنایی برای اهداف بلندمدت عواملی هستند که باعث گسترش بازار می شوند. [ ۹]