بتن خود ترمیم شونده چیست؟
بتن خود ترمیم شونده
مصالح بتنی را تصور کنید که در هنگام ترک ،خود به خود و بدون دخالت انسان شروع به ترمیم و بازسازی ،تنها توسط آب و دی اکسید کربن می نماید.
تنها چند روز بارانی برای ترمیم پلی که از این مواد بتنی جدید ساخته شده ، کافیست . این رخداد توسط بتن خود ترمیم شونده ممکن می گردد. مواد بتنی جدید (بتن خود ترمیم شونده) که در تحقیقات ماه اخیر (آوریل ۲۰۰۹) محققان ، معرفی و منتشر گردید در شرایط اعمال خشم ، در بتن خود ترمیم شونده تنها ترک های ریز خمشی حاصل می گردد، در حالیکه با وارد آمدن همان میزان تغییر شکل خمشی به بتن های غیر مسلح سنتی (معمولی ) شاهد شکست و فروپاشی عمده خواهیم بود.
با مثالی ساده به شرح بتن خود ترمیم شونده می پردازیم. اگر دست انسان خراش کوچکی بردارد مادامی که ابعاد و عمق گسترش خراش کوچک باشد بدن می تواند به آسانی به ترمیم خود به خود آن بپردازد ولی اگر جراحت تا حد زیادی گسترده و عمیق باشد نیاز به اعمال عملیات جراحی خارجی مانند بخیه بوجود می آید. عملکرد بتن های خود ترمیم شونده نیز بر همین روال می باشد، بدین گونه که با ترمیم مداوم و نگهداری از ترک های ریز حاصله، به هیچ وجه اجازه گسترش ترک و ایجاد شکاف عمیق را نمی دهد. حتی اگر قطعه بتنی مذکور بارها تحت بارگذاری قرار گیرد.
نتایج آزمایشات بتن خود ترمیم شونده
آزمایشات انجام شده روی نمونه بتن خود ترمیم شونده نشان می دهد اگر نیروی اصلی وارده تا میزان ۳% افزایش طول داشته باشد ، این نمونه کلیه ترک های حاصله را ترمیم نموده و یا به عبارت دیگر در برابر این میزان کرنش استقامت می کند و این معادل آن است که در یک قطعه مثلا ۱۰۰ متری به میزان تغییر طول، فولاد را به سختی تغییر شکل خواهد داد و بتن سنتی (معمولی ) را به طرز وحشتناکی از هم می پاشد. شگفت آور آنکه درست پس از آزاد کردن نیروهای وارده و ترمیم دوباره همان قطعه با همان سختی و مقاومت مانند قطعه ای نو و بارگذاری نشده عمل می کند که علت این رویداد عمل خود ترمیمی این ماده در بتن خود ترمیم شونده اعجاب آور است.
محققان به این نتیجه رسیده اند که میزان طول ترک ها می بایست کمتر از ۱۵۰ میکرومتر نگه داشته شوند و برای نتیجه گیری بهتر خاصیت ترمیم شونده ، حتی بهتر است کمتر از ۵۰ میکرومتر نگه داشته شوند. به این منظور ماده سیمانی منعطف موسوم به (اینجینرد) را بهبود و ارتقا دادند که این تحقیق خود حاصل ۱۵ سال کار مستمر و آزمایشات گسترده بوده است. بتن خود ترمیم شونده جدید در مقایسه با بتن های معمول (سنتی) در انعطاف پذیری ،مانند فولاد در برابر شیشه عمل می کند. بتن های معمولی بسیار صلب و ترد شکن می باشند و در برابر نیروهای زلزله بتنهایی تغییر شکل کششی بسیار ناچیزی را تحمل کرده و سپس از هم می پاشد در حالیکه بتن خود ترمیم شونده منعطف با لایه ای از فیبرکه به طور خاصی روی آنها کشیده شده است تا ۵% تغییر شکل کششی را تحمل می کند ، این میزان برای بتن های معمولی برابر ۰۱/۰%می باشد.
میزان متوسط عرض ترک ها در بتن خود ترمیم شونده به میزان ۶۰ میکرومتر است که این میزان تقریبا در حدود نصف قطر یک تار موی انسان می باشد . در جهت تست و اندازه گیری دقیق ترمیم های ساختاری صورت گرفته در بتن خود ترمیم شونده ، محققین مقاومت و سختی نمونه را در حضور یا عدم حضور ترک ها توسط اندازه گیری فرکانسی تشدید شده ، اندازه گیری نمودند. این تست ها با تابش امواج به نمونه و بررسی تغییرات ساختاری بوجود آمده در بتن خود ترمیم شونده انجام می گیرند.
عملکرد بتن خود ترمیم شونده
بتن خود ترمیم شونده به گونه ای عمل می کند که به هنگام ایجاد ترک در آن ، مقداری از مواد سیمانی خشکی که در درز ترک ها موجود است در مجاورت دی اکسید کربن و آب واکنش داده و لایه ی بسیار نازک سفید رنگی از کربنات کلسیم عمل کرده و مانع از گسترش ترک می گردد و در واقع ترک ها را ترمیم می کند. کربنات کلسیم ترکیب بسیار مقاومی است که در طبیعت به وفور در استحکامات محکمی مانند لاک ، لاک پشت و حلزون یافت می شود. سیکل تر و خشک کردن بتن جهت ترمیم درز ممکن است بین ۴ تا ۵ بار لازم گردد.
امروز سازندگان ساختمان ها برای کوچک نگه داشتن هر چه بیشتر ترک ها در بتن ، آنرا توسط میلگرد های فولادی مسلح می کنند ولی باز هم این ترک ها آنقدر کوچک نیستند که قابل ترمیم باشند به این سبب نمک هایی که به جهت یخ زدایی گاها از طریق ترک ها به بتن نفوذ می کنند در آرماتور ها ایجاد خوردگی نموده و سبب کاهش مقاومت کلی بتن مسلح می گردند. بتن خود ترمیم از انجایی که نیازی به آرماتور بندی و مسلح نمودن جهت کوچک نگه داشتن ترک ها ندارد از خطر خوردگی کاملا مصون می باشد با معکوس نمودن روند زوال بتن و کاهش چشمگیر هزینه ها و اثرات محیطی در ایجاد ساختمان های جدید با استفاده از این بتن خود ترمیم شونده می توان تا یک دوره طولانی تر ساختمان را مرمت نمود و از بتن خود ترمیم شونده استفاده بهینه کرد.
منبع : فوت و فن ساختمان
