بتن خودترمیم شونده یکی از مصالح مقاوم و کاربردی است که از آن به منظور اجرای پروژه‌های ساختمان سازی استفاده می‌شود. علارغم مقاومت بالای این فرآورده‌های فولادی در برابر فشار و تنش‌های خارجی، اما در صورت وارد شدن نیروی کشیشی به قطعات این محصولات، احتمال شکنندگی و آسیب دیدگی آن وجود دارد.
ریز ترک‌های سطح بتن می‌توانند در طولانی مدت و در صورت تکرار فشار، به یکدیگر متصل شده و شکاف‌های عمیقی را در سطح این محصول ایجاد کنند. بدیهی است که گسترش شکاف‌های ایجاد شده در سازه‌های بتنی، از هم گسیختگی سایر عناصر ساختمانی را به دنبال خواهند داشت. البته در گذشته از میلگرد برای جلوگیری از بروز این مشکلات استفاده می‌شد. اما امروزه قیمت میلگرد امروز و معایبی که این محصول دارد مردم را به سوی استفاده از محصولات خود ترمیم شونده سوق داده است.

بتن خود ترمیم شونده چیست؟

بتن خود ترمیم شونده (self-healing concrete) یکی از مصالح پر‌کاربرد در ساختمان به حساب می‌آید. این فرآورده به علت انعطاف پذیری مطلوب و مقاوم سازی سازه‌ها به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ساختار اصلی آن از سنگدانه‌ها، آب و سیمان پرتلند استفاده شده است. این محصول قادر است ازطریق وجود نانوتیوب‌های ترکیبی و باکتری‌های موجود در آن به محض ایجاد ترک یا شکنندگی، خود را به سرعت بازسازی کند.

تفاوت بتن خود ترمیم شونده و معمولی

بتن‌های خودترمیم شونده و معمولی از نظر ساختار ترکیبات تفاوتی با یکدیگر ندارند. اما خودترمیم شونده‌های از نظر تکنولوژی، مقاومت و قابلیت اجرایی بهتر از دیگر محصولات عمل می‌کنند. نوع معمولی این محصول جزء مصالح مقاوم به شمار می‌رود و مقاومت فشاری بالایی دارد؛ اما به همین نسبت، در برابر مقاومت کششی ضعیف‌تر عمل می‌کند.

زمانی که بتن معمولی دچار ترک می‌شود به صورت دستی قابل ترمیم است؛ اما نوع خود ترمیم برای مرمت نیازی به نیروی انسانی ندارد. این مسئله برای فضاهایی که ممکن است این محصول دچار ترک شده و دسترسی انسان به آن سخت باشد؛ اهمیت ویژه‌ای دارد.

انواع بتن خود ترمیم شونده

در ساختار و مکانیسم این محصول از ساختار ترمیم بدن انسان ایده‌ برداری شده است. ویژگی‌های موجود در این فرآورده صنعتی به دلیل مواد به‌ کار رفته در ساختار آن است. البته به یاد داشته باشید هرکدام از انواع بتن خود ترمیم شونده ویژگی‌های متفاوتی دارند. در ادامه بیشتر درباره هر نوع از این فرآورده خواهیم گفت.

بتن­ های ترمیم شونده با استفاده از نانوتیوب کربنی

نانو تیوب‌های کربنی یکی از ساختارهایی هستند که در این نوع بتن­‌ مورد استفاده قرار می‌گیرند­. این محصولات شامل انواع مختلفی نظیر فیبر توخالی، کامپوزیت سیمانی مهندسی، میکرو کپسول‌های پر شده هستند که هر کدام به شکل متفاوتی به بازار ارائه می‌شوند.

بتن ترمیم شونده با باکتری

یکی از دیگر روش‌های تولید این محصول، استفاده از ترکیب مواد طبیعی به منظور بهبود خاصیت ترمیم شوندگی است. یعنی در این روش با استفاده از نوع خاصی باکتری خاصیت ترمیم شوندگی را به‌وجود می‌آورند. این نوع باکتری با قرار گرفتن در کپسول سخت به ساختار این محصول اضافه می‌شود. با ترک خوردن و با وجود آب در سطح این محصول، پوسته سخت آن‌ از بین رفته و باکتری‌های داخل آن فعال می‌­شوند. باکتری‌ها به ترکیبات موجود در این محصول واکنش داده و ترکیبی سخت را ایجاد می­کنند که به پر شدن ترک کمک می‌کند.

یکی از کاربرد‌های اصلی این محصول بالا بردن مقاومت و طول عمر آن است. درواقع واکنش‌های شیمیایی و تولید کلسیم کربنات در محل آسیب دیدگی علاوه بر مرمت این محصول، بر افزایش استحکام آن نیز موثر خواهند بود.

از دیگر کاربرد‌های این ماده می‌توان به امکان استفاده از آن در تمامی شرایط محیطی و جوی اشاره کرد؛ زیرا این محصول در برابر سیل، آتش سوزی، سرما و یخبندان و حتی مناطق خشک مقاومت بسیاری از خود نشان داده و در اغلب برج‌ها و ساختمان‌های عمومی شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بتن خود ترمیم محصولی است که به محض ایجاد ترک، شروع به بازسازی و ترمیم خود می‌کند. هنگامی که ترک در این محصولبه وجود می‌آید مواد سیمانی خشک شده‌ای که در ترک‌ها قرار دارند با دی‌اکسید کربن و آب واکنش داده لایه‌ای از کربنات کلسیم تولید می‌کنند که مانع از گسترش ترک‌ها و شکاف‌های بیشتر می‌شوند. دلیل ایجاد واکنش در این محصول، وجود یک نوع باکتری و منبع تغذیه آن است. زمانی که این ماده برای ترمیم و بازسازی خود نیاز دارد، سه هفته است.

مزایای استفاده از بتن خود ترمیم شونده

اصلی‌ترین مزیت بتن خودترمیم شونده کاهش هزینه‌های جانبی در نگهداری و بازسازی سازهاست. زیرا به دلیل وجود خاصیت ترمیم شوندگی، از گسترش خرابی سازه و شکنندگی بیشتر آن جلوگیری می‌کند. در ادامه به دیگر مزایا‌ی این محصول اشاره شده است:

مقاومت و دوام بالا

ایجاد ترک و خوردگی در این محصول باعث کاهش سطح مقاومت آن می‌شود. یکی از عوامل خوردگی فولاد، اکسیژن است. در نوع خود ترمیم شونده اکسیژن به وسیله باکتری مصرف شده و سنگ آهک که پر کننده‌ی ترک است را تولید می‌کند. در نتیجه هم مقاومت آن با پر شدن ترک­ ها افزایش می ­یابد، هم فولاد درون این محصول دچار خوردگی ایجاد نمی­ شود.

کاهش هزینه­ های نگهداری و تعمیر بتن

امروزه راه‌حل‌های بسیاری برای مرمت این فرآورده صنعتی وجود دارد که هرکدام با توجه به روش اجرا و تکنولوژی به کار رفته هزینه­‌هایی را در پی خواهند داشت. از جمله مزایای بتن خود ترمیم شونده کاهش این هزینه‌هاست.

کاهش آسیب­ های محیط ­زیستی

تولید بتن از جمله عواملی است که منجر به افزایش دی ­اکسیدکربن در هوا می‌شود. از این رو عمر کوتاه و نیاز به تولید بیشتر آن، آسیب‌های محیط زیستی را بیشتر می‌کند. این محصول به دلیل طول عمر بیشتر نیاز به تولید این محصول را کاهش داده و در نتیجه منجر به کاهش آسیب‌های محیطی می‌شود.

همانطور که اشاره کردیم این محصول عمر سازه‌ها را افزایش داده و نیاز به نگهداری را کاهش می‌دهد. به طور کلی روند کار ساخت و ساز را راحت ­تر می­ کند. به همین دلیل ساختمان­ سازها و مهندسین زیادی تمایل به استفاده از این محصول خود دارند.

معایب بتن خود ترمیم ­شونده

ایرادات بسیاری هستند که می‌توانند محصولی همچون بتن را با مشکل مواجه کنند. از جمله این مشکلات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

قیمت بالا

مصالح و تکنولوژی که در تولید این محصول به کار گرفته می‌شوند کاملا جدید و به‌روز هستند. به طوری که بسیاری از کشورها این تکنولوژی‌ها را در دسترس ندارند. همین موضوع منجر به افزایش قیمت این محصولات شده است.

در دسترس نبودن

بتن خود ترمیم­ شونده چندین سال است که به بازار معرفی شده است و هنوز هم آزمایش و تحقیقات در مورد این ماده ادامه دارد. این محصول هنوز به صورت گسترده در همه‌ی کشورها در دسترس نیست. احتمالا در آینده با کاهش هزینه‌های تولید این فرآورده کاربردی، استفاده از این محصول گسترش می‌یابد.

استفاده از بتن خود ترمیم شونده می‌‌تواند بسیاری از نگرانی‌‌های کارفرمایان و مهندسین اجرایی از بین ببرد. به ‌علاوه حالت هوشمند در این محصولات خطاهای انسانی را کاهش داده و به ما اطمینان می‌دهد که همه ترک‌ها تشخیص داده‌ و ترمیم می‌‌شوند. از سوی دیگر در کنار خود ترمیمی، خواص ویژه‌ی دیگری به بتن داده می‌شود که از نظر سازه‌ای اهمیت بالایی دارند. امروزه این فرآورده‌ها جایگاه ویژه‌ای در میان مهندسین سازه پیدا کرده‌اند.

بتن خود ترمیم شامل چند نوع می شود؟

بتن خود ترمیم شونده شامل انواعی نظیر باکتری، استفاده از نانوتیوب کربنی و… است.

کدام مزایا باعث افزایش کاربرد این بتن شده اند؟

این محصول دارای مزایای فراوانی از جمله مقاومت و دوام بالا، کاهش هزینه­ های نگهداری و تعمیر آن، کاهش آسیب­ های محیط ­زیستی، ساده ­سازی فعالیت­ های ساختمانی و… است که باعث افزایش کاربرد این محصول شده اند.

این بتن چگونه خود را ترمیم می کند؟

هنگامی که ترکی در بتن به وجود می‌آید مواد سیمانی خشک شده‌ای که در ترک‌ها وجود دارند با دی‌اکسید کربن و آب واکنش داده و لایه‌ای از کربنات کلسیم تولید می‌شود که مانع از گسترش ترک‌ها و شکاف‌های بیشتر می‌شود.