Bê tông nứt tự liền, tuổi thọ đến 200 năm, cao hơn bê tông thông thường

[Checker]

Có một loại bê tông có đặc tính tự phục hồi hoặc tự sửa chữa và chỉnh sửa vết nứt bằng phương pháp tự động hoặc tự sinh. Nó gọi là bê tông tự liền, bê tông tự phục hồi.

Bê tông tự phục hồi là một loại bê tông cụ thể có thể tự phục hồi sau khi hư hỏng xảy ra. Khả năng tự phục hồi của bê tông khi xuất hiện vết nứt được gọi là đặc tính tự phục hồi hoặc tự sửa chữa. Độ bền của bê tông là đặc điểm xác định của những công dụng này. Khả năng chịu được các tác động vật lý và hóa học của bê tông được tăng cường nhờ đặc tính vật liệu bền bỉ của nó. Có mối tương quan giữa độ bền giảm và khả năng nứt tăng.

Các vết nứt trong bê tông có thể được phân loại là nứt lún, nứt giãn nở, nứt co ngót dẻo, nứt cắt và nứt uốn, hoặc bất kỳ sự kết hợp nào của các vết nứt này. Các vết nứt do ăn mòn cốt thép, nứt liên quan đến thời tiết, biến dạng nhiệt và kết cấu kém đều góp phần gây ra vấn đề.

Có nhiều nguyên nhân khác nhau khiến vết nứt xuất hiện. Tuy nhiên, để ngắn gọn, đây là một vài ví dụ:

• Pha trộn, khuấy trộn và xử lý không đúng cách dẫn đến sản phẩm không đạt tiêu chuẩn.
• Sử dụng vũ lực quá mức
• sử dụng các thành phần chất lượng thấp (Giống như cốt thép – dễ bị ăn mòn)
• Hậu quả của nhiệt độ bất lợi
• Trộn sai sót
• Bê tông có quá nhiều độ ẩm và tỷ lệ nước so với xi măng không được duy trì ở mức thích hợp.

Bê tông tự liền như thế nào?​

Có nhiều loại phương pháp tự phục hồi bê tông. Một số trong số chúng là:

Bê tông tự phục hồi

Bản thân bê tông tự xử lý một số đặc tính tự chữa lành tự nhiên. Trong phương pháp này, các hạt xi măng chưa ngậm nước hoạt động như một vật liệu chữa lành. Sự ngậm nước của các khoáng chất clinker có trong nó sẽ khởi đầu hoạt động chữa lành.

Phản ứng này với nước của xi măng giúp khắc phục các vết nứt nhỏ nhờ đặc tính vốn có của bê tông và khả năng hòa tan canxi.

Sự hòa tan và cacbonat hóa Ca(OH)2​

Phản ứng này với nước của xi măng giúp khắc phục các vết nứt nhỏ nhờ đặc tính vốn có của bê tông và khả năng hòa tan canxi.

Trong khi phương pháp tự phục hồi tự nhiên là nội tại, nó chỉ có thể chứng minh hiệu quả để giải quyết các vết nứt nhỏ. Đây là nơi các phương pháp tự phục hồi tự động có cơ sở. Để cải thiện hiệu suất và sửa chữa bê tông, ở đây có các điều khoản tự phục hồi bên ngoài bổ sung.

Phương pháp tự liền mạch máu

Tự chữa lành mạch máu là một kỹ thuật chữa lành nhiều vết thương trong đó bê tông được gắn với mạng lưới ống rỗng mang chất chữa lành bên trong nó. Trong khi chọn ống, cần lưu ý rằng chúng trơ về mặt hóa học. Ngoài ra, các ống dài song song này sẽ tạo thành một liên kết tốt với bê tông.

Xi măng phosphat vô cơ (IPC) được ưa chuộng hơn nhiều cùng với ống đất sét. Khi gặp vết nứt trong bê tông, chất chữa lành sẽ rò rỉ do áp suất thủy tĩnh cùng với lực mao dẫn hoặc lực hấp dẫn để bịt kín vết nứt.

Tự phục hồi trong hệ thống mạch máu (A) Một kênh và (B) Nhiều kênh​

Phương pháp tự phục hồi dựa trên viên nang

Viên nang siêu nhỏ được sử dụng trong kỹ thuật này có thể có hình trụ hoặc hình cầu. Vật liệu vỏ có thể là silica, gốm, thủy tinh, polystyrene hoặc urê-formaldehyd. Hiệu quả chữa lành của phương pháp này phụ thuộc vào ma trận xi măng và tính chất của viên nang nhúng.

Thậm chí, hệ thống đa nang có thể được tin cậy. Khi các viên nang này tiếp xúc với nhau và vỡ ra, các thành phần chữa lành được giải phóng và vết nứt được chữa lành. Các tác nhân chữa lành có thể là nhựa epoxy, poly urethane hoặc monome Methyl methacrylate (MMA).

Tự phục hồi dựa trên viên nang​

Nhúng phương pháp hợp kim bộ nhớ hình dạng (SMA)

Hợp kim nhớ hình là một loại vật liệu thông minh có thể được sử dụng trong bê tông vì nó có đặc tính độc đáo là xác định hình dạng trước đó ngay cả sau khi trải qua biến dạng. Về cơ bản, chúng phục vụ mục đích tự định tâm.

Các nhà nghiên cứu đã điều tra tác động của việc sử dụng dòng điện để làm nóng dây Hợp kim nhớ hình và sau đó đưa dòng điện đó vào dầm bê tông. Hợp kim nhớ hình được sử dụng cho mục đích cải tạo và được căng trước khi thử nghiệm. Trong các chu kỳ thử nghiệm, tải được cung cấp ở giữa nhịp và biến dạng và nứt được phân tích. Các dây được nung nóng tỏ ra có hiệu quả trong việc sửa chữa vết nứt và đóng các vết nứt.

Hợp kim nhớ hình​

Bê tông tự phục hồi bằng vi khuẩn hoặc vi khuẩn

Kết tủa canxi cacbonat (CaCO 3 ) giúp sửa chữa các vết nứt nhỏ trong bê tông theo phương pháp tự chữa lành của vi khuẩn/vi khuẩn. Bào tử vi khuẩn và chất dinh dưỡng canxi chứa chất chữa lành đầu tiên được sản xuất theo từng đợt và sau đó được đưa vào bê tông. Các nhà nghiên cứu đã theo dõi sự xâm nhập của vi khuẩn vào bê tông , ví dụ như ở các bức tường bên của một âu tàu và quan sát thấy các vết nứt được chữa lành trong khung thời gian là 60 ngày.

Độ bền của bê tông tự phục hồi là rất ấn tượng. Do khả năng liên tục sửa chữa các hư hỏng nhỏ thường ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc bê tông thông thường, tuổi thọ của nó được kéo dài đáng kể. Các vi khuẩn được nhúng bên trong bê tông có thể ở trạng thái không hoạt động đến 200 năm.

Hơn nữa, thép được sử dụng làm cốt cho các cấu trúc bê tông là một nguồn phát thải carbon đáng kể khác. Bê tông tự phục hồi không chỉ cải thiện sức kéo của vật liệu, giảm khả năng nứt, mà còn giúp bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn.