ثبت آگهی رایگان کد هدیه مشترکین پرشین سازه

مزایا و معایب بتن ترمیم شونده

  • 25 شهریور 1398
  •    
  • نویسنده: سازه افزار
مزایا و معایب بتن ترمیم شونده

بزرگترین عیب بتن ترک خوردگی به مرور زمان در بتن ایجاد میگردد. یک ترک کوچک در سازه های آبی مانند مخازن آب و بدنه سدها، می تواند فاجعه بار باشد. یا حداقل هزینه های گزافی را برای تعمیر سازه به بار بیاورد با بهره گیری از نانوتکنولوژی و تولید مواد در مقیاس نانو می توان به بتن ترمیم شونده دست پیدا کرد که به محض ایجاد ترک، محل ترک را شناسایی کرده و درصدد ترمیم آن برآید..

بتن ترمیم شونده نوعی بتن دارای باکتری میباشد. در واقع نوعی باکتری با نام باسیلوس و مواد غذایی آن ها به بتن اضافه می شود. تا قبل از اینکه بتن ترک بخورد، باکتری ها و مواد خوراکی آن ها تا ۲۰۰ سال می توانند بدون تغییر در بتن باقی بمانند. اما به محض اینکه ترک کوچکی در بتن ایجاد شود، اکسیژن و رطوبت وارد بتن شده و باکتری ها شروع به فعالیت می کنند. باکتری ها، اکسیژن و مواد غذایی را مصرف کرده و سنگ آهک تولید می کنند. سنگ آهک ترک ایجاد شده را پر کرده و آب بندی می نماید.

 

مزایای بتن ترمیم شونده :

۱-کاهش هزینه تعمیر و نگهداری

۲-افزایش پایداری سازه

۳-مصالح موجود در بتن ترمیم شونده پایدار و دوستدار محیط زیست میباشند.

۴-کاهش وزن سازه

۵-خواص مکانیکی بتن را با این روش بهبود بخشد

۶-فیبر توخالی نیز قابلیت بسیار خوبی در تعمیر ترک ها، جلوگیری از خوردگی و همچنین تشخیص محل آسیب دیده دارد.

۷-از زنگ زدگی فولاد داخل بتن جلوگیری می کند.

۸- عمر مفید بتن را افزایش می دهد.

 

بتن با نانو لوله های کربنی:

یک نوع از ذرات نانو که خواص قابل اشاره ای دارد نانوتیوب کربن  است اضافه کردن مقادیر کم به سیمان ، می تواند خواص مکانیکی نمونه هایی را که از دو فاز اصلی سیمان پرتلند و آب تشکیل شده، بهبود بخشد که یکی از این مهمترین خواص آن خود ترمیمی می باشد.

 

انواع بتن ترمیم شونده :


۱-میکروکپسول های پر شده :

این روش با الهام گرفتن از نقش گلبول های قرمز در لخته شدن خون و ترمیم، کپسول های حاوی نانو مواد ترمیم کننده به بتن تزریق می شود. این میکروکپسول های کروی نازک که از مایع ترمیم کننده پر شده اند  . این میکروکپسول ها حین برخورد با ترک شکسته شده، عامل ترمیم داخل ترک رها شده و با کاتالیزور برخورد می کند. به این ترتیب عمل پلیمرزاسیون صورت گرفته و با تشکیل ماده ای سخت، ترک ترمیم می شود. عکس العمل شیمیایی بین عامل ترمیمی و کاتالیزور ماده را ترمیم و از رشد ترک جلوگیری می کند.

 

۲ –انتخابگر ناحیه ی گرمایی:

یکی از هوشمند ترین سیستم های بتن ترمیم شونده  که در نمونه های بتنی مورد توجه قرار گرفته است سیستم انتخابگر ناحیه گرمایی است. این روش به عنوان کاراترین سیستم که در اکثر اوقات ۱۰۰ درصد را برای ترمیم به خود اختصاص می دهد شناخته می شود.

 

عملکرد بتن ترمیم شونده :


بتن ترمیم شونده از دو بخش اصلی تشکیل شده است :

۱ – کامپوزیت های خود عیب شناس

در مواقعی که ترکی در بتن ترمیم شونده  بوجود می آید، در مراحل اولیه به صورت حسگر در محل ترک را شناسایی می کند و با فرستادن پیام به بخش ترمیم کننده عامل ترمیم کننده ای آزاد می شود و ترک را ترمیم می کند. مکانیزم فرستادن پیام به صورت قطع قسمتی از جریان در محدوده ی آسیب دیده، افزایش مقاومت الکتریکی و در نتیجه افزایش دما و ذوب پوسته ی محتوی عامل ترمیم است.

۲ – بخش ترمیم کننده  

در این بخش بتن ترمیم شونده سیستم به صورت تکمیل شده می تواند با مانیتور کردن اطلاعات عیب شناس، نمایش و کنترل فرآیند تخریب را در خارج از سازه در اختیار عوامل بیرونی انسانی قرار دهد که خود تحول عظیمی را در صنعت بهسازی و ترمیم بتن در سازه های حساس در پی خواهد داشت.

 

 

۳ –بتن ترمیم شونده به روش ساخت شبکه مویرگی:

در ترمیم به روش میکروکپسول، میکروکپسول ها حین برخورد با ترک شکسته می شوند، در مجاورت کاتالیزور عمل پلیمرزاسیون صورت می گیرد و با تشکیل ماده ای سخت، ترک ترمیم می گردد.

با افزایش میزان میکروکپسول ها، همگنی و یکنواختی بتن تحت تأثیر قرار گیرد و کاهش مقاومت و طاقت قطعه ی بتنی را موجب شود. بنابراین جهت بهبود عملکرد، نیاز به تزریق مایع ترمیم کننده از طریق یک سیستم هوشمند احساس می شود. تحقیقات اخیر بیانگر امکان تعبیه ی شبکه ی مویرگی به صورت انتقال نانو مواد عامل ترمیم با تکیه بر خاصیت مویینگی از منبع به محل خرابی و پلیمرزاسیون در مجاورت کاتالیزور و نتیجتاً تشکیل مادهی سخت و ترمیم ترک می باشد.  

 

۴ - بتن ترمیم شونده با باکتری :

روش دیگری به صورت تلفیقی از مواد طبیعی و نانو مواد جهت  بتن ترمیم شونده  ، توسعه یافته است. این روش با کمک نوع خاصی از باکتری های موجود در طبیعت که قادر به زیست در محیط قلیایی بالای بتن هستند، برای ساخت بتن خود ترمیم استفاده می شود.

دسته هایی از هاگ های پرطاقت باکتری متعلق به گروه باسیل ها هستند.

نمونه این باکتری موسوم به باسیلوس است که در دریاچه های دارای خاصیت قلیایی در کشورهای روسیه و مصر به مدت طولانی قادر به زیست بوده اند. این باکتری ها به همراه منبع تغذیه شان در گلوله های کوچک از جنس سرامیک تعبیه شده و به صورت سوسپانسیون در آب بتن قرار داده می شوند تا از فعالسازی نا بهنگام در مخلوط بتن خیس جلوگیری شود.این بتن با کمک باکتری موجود در میکروکپسول و در صورت تزریق آب قابلیت خود ترمیمی پیدا می کند. 

باکتری ها تا زمان شکل گیری ترک، به صورت پیش فعال یا به اصطلاح خواب در بتن باقی می مانند و سپس در اثر گسترش ترک و نفوذ آب به مقطع، فعال شده و در اثر واکنش با ترکیبات بتن، رسوب سخت کربنات کلسیم تولید و به وسیله آن منافذ ترک بسته خواهد شد.

 

ویژگی جالب این نوع باکتری ها این است که آنها قادر به تشکیل تخم هایی هستند که این نوع تخم ها سلول های کروی با دیواره ضخیم مشابه با دانه های گیاه هستند. این نوع تخم ها زیست پذیرند اما غیر فعال و قادر به تحمل تنش های مکانیکی و شیمیایی می باشد و میتوانند در حالت خشک برای بیش از ۵۰ سال زنده بمانند.

زمانی که تخم های باکتری به طور مستقیم به طرح اختلاط بتن اضافه می شوند طول عمر آنها محدود به یک یا دو ماه است. به منظور افزایش اساسی طول عمر و کارایی بتن های حاوی باکتری، تاثیر تخم های باکتری و به طور همزمان عدم تحرک ترکیبات ارگانیک زیست معدنی پیشرو (کلسیم لاکتات) در ذرات رس با تخلخل بالا مورد آزمایش قرار گرفت و به این نتیجه رسیدند که حفاظت و نگهداری تخم های باکتری به وسیله بی حرکت کردن یا عدم تحرک ترکیبات ارگانیک درون ذرات رس با تخلخل بالا قبل از اضافه کردن به اختالط بتن در حقیقت به طرز قابل چشمگیری سبب افزایش طول می شود.