بتن خودترمیم‌شونده (Self-Healing Concrete)

تاریخچه و مبانی علمی

• ریشه مفهوم «خودترمیمی» در بتن را می‌توان تا دوران روم باستان دنبال کرد: اخیراً محققان دریافته‌اند که بتن‌های رومی، به دلیل وجود ذرات آهکی (lime clasts) می‌توانسته‌اند ترک‌های ریز را به مرور زمان با رسوب مجدد آهک پر کنند. 

• در دنیای مدرن، مفهوم بتن خودترمیم‌شونده به اوایل دهه‌ی ۲۰۰۰ بازمی‌گردد؛ یکی از دستاوردهای برجسته در این زمینه، کار پژوهشگری به نام Hendrik Jonkers از دانشگاه Delft هلند است که با افزودن باکتری‌های تولیدکننده کربنات کلسیم به ترکیب بتن، امکان ترمیم ترک‌ها را فراهم کرد.

• نوع دیگر تکنیک خودترمیمی شامل کپسول‌های کوچک (microcapsules) حاوی مواد ترمیمی است که با ترک خوردن بتن فعال می‌شوند و مواد را بیرون می‌دهند تا ترک را پر کنند. 

عملکرد و مزایا

• زمانی که بتن ترک می‌خورد و آب وارد ترک می‌شود، باکتری‌ها یا موادی که در داخل بتن پنهان شده‌اند فعال شده و کربنات کلسیم تولید می‌کنند که ترک را به صورت جزئی یا کامل پر می‌کند. 

• این روش باعث افزایش دوام و عمر مفید سازه‌ها، کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیر و کاهش نفوذ آب و مواد مخرب به داخل سازه می‌شود. 

نمونه‌های کاربرد عملی

• شرکت Basilisk یکی از شرکت‌هایی است که فناوری بتن خودترمیم را تجاری کرده است و از نتایج تحقیقات Jonkers بهره می‌برد.

• پروژه‌های تحقیقاتی مختلف در پل‌ها، تونل‌ها و سازه‌های بتنی نمونه‌سازی شده‌اند (در مقیاس آزمایشی) که در آن‌ها ترک‌های کنترل‌شده ایجاد شده و خودترمیمی بررسی شده است. 

• برای مثال، پروژه‌های عمرانی در اروپا با استفاده از ترکیب کپسولی یا باکتریایی در بتن پل‌ها، برای آزمایش طولانی‌مدت خودترمیمی اجرا شده‌اند.