مصالح بتنی را تصور كنید كه در هنگام ترك ،خود به خود و بدون دخالت انسان شروع به ترمیم و بازسازی ،تنها توسط آب و دی اكسید كربن می نماید.
تنها چند روز بارانی برای ترمیم پلی كه از این مواد بتنی جدید ساخته شده ، كافیست . این رخداد توسط بتن خود ترمیم شونده ممكن می گردد. مواد بتنی جدید (بتن خود ترمیم شونده) كه در تحقیقات ماه اخیر (آوریل 2009) محققان ، معرفی و منتشر گردید در شرایط اعمال خشم ، در بتن خود ترمیم شونده تنها ترك های ریز خمشی حاصل می گردد، در حالیكه با وارد آمدن همان میزان تغییر شكل خمشی به بتن های غیر مسلح سنتی (معمولی ) شاهد شكست و فروپاشی عمده خواهیم بود.
با مثالی ساده به شرح بتن خود ترمیم شونده می پردازیم. اگر دست انسان خراش كوچكی بردارد مادامی كه ابعاد و عمق گسترش خراش كوچك 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. عملكرد بتن های خود ترمیم شونده نیز بر همین روال می باشد، بدین گونه كه با ترمیم مداوم و نگهداری از ترك های ریز حاصله، به هیچ وجه اجازه گسترش ترك و ایجاد شكاف عمیق را نمی دهد. حتی اگر قطعه بتنی مذكور 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 3% افزایش طول داشته باشد ، این نمونه كلیه ترك های حاصله را ترمیم نموده و یا به عبارت دیگر در برابر این میزان كرنش استقامت می كند و این معادل آن است كه در یك قطعه مثلا 100 متری به میزان تغییر طول، فولاد را به سختی تغییر شكل خواهد داد و بتن سنتی (معمولی ) را به طرز وحشتناكی از هم می پاشد. شگفت آور آنكه درست پس از آزاد كردن نیروهای وارده و ترمیم دوباره همان قطعه با همان سختی و مقاومت مانند قطعه ای نو و بارگذاری نشده عمل می كند كه علت این رویداد عمل خود ترمیمی این ماده در بتن خود ترمیم شونده اعجاب آور است.
محققان به این نتیجه رسیده اند كه میزان طول ترك ها می بایست كمتر از 150 میكرومتر نگه داشته شوند و برای نتیجه گیری بهتر خاصیت ترمیم شونده ، حتی بهتر است كمتر از 50 میكرومتر نگه داشته شوند. به این منظور ماده سیمانی منعطف موسوم به (اینجینرد) را بهبود و ارتقا دادند كه این تحقیق خود حاصل 15 سال كار 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 كند. بتن های معمولی بسیار صلب و ترد شكن می باشند و در برابر نیروهای زلزله بتنهایی تغییر شكل كششی بسیار ناچیزی را تحمل كرده و سپس از هم می پاشد در حالیكه بتن خود ترمیم شونده منعطف با لایه ای از فیبركه به طور خاصی روی آنها كشیده شده است تا 5% تغییر شكل كششی را تحمل می كند ، این میزان برای بتن های معمولی برابر 01/0%می باشد.
میزان متوسط عرض ترك ها در بتن خود ترمیم شونده به میزان 60 میكرومتر است كه این میزان تقریبا در حدود نصف قطر یك 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 ترك ها توسط اندازه گیری فركانسی 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.
عملكرد بتن خود ترمیم شونده
بتن خود ترمیم شونده به گونه ای عمل می كند كه به هنگام ایجاد ترك در آن ، مقداری از مواد سیمانی خشكی كه در درز ترك ها موجود است در مجاورت دی اكسید كربن و آب واكنش داده و لایه ی بسیار نازك سفید رنگی از كربنات كلسیم عمل كرده و مانع از گسترش ترك می گردد و در واقع ترك ها را ترمیم می كند. كربنات كلسیم تركیب بسیار مقاومی است كه در طبیعت به وفور در استحكامات محكمی مانند لاك ، لاك پشت و حلزون یافت می شود. سیكل تر و خشك كردن بتن جهت ترمیم درز ممكن است بین 4 تا 5 بار لازم گردد.
امروز سازندگان ساختمان ها برای كوچك نگه داشتن هر چه بیشتر ترك ها در بتن ، آنرا توسط میلگرد های فولادی مسلح می كنند ولی باز هم این ترك ها آنقدر كوچك نیستند كه قابل ترمیم باشند به این سبب نمك هایی كه به جهت یخ زدایی گاها از طریق ترك ها به بتن نفوذ می كنند در آرماتور ها ایجاد خوردگی نموده و سبب كاهش مقاومت كلی بتن مسلح می گردند. بتن خود ترمیم از انجایی كه نیازی به آرماتور بندی و مسلح نمودن جهت كوچك نگه داشتن ترك ها ندارد از خطر خوردگی كاملا مصون می باشد با معكوس نمودن روند زوال بتن و كاهش چشمگیر هزینه ها و اثرات محیطی در ایجاد ساختمان های جدید با استفاده از این بتن خود ترمیم شونده می توان تا یك دوره طولانی تر ساختمان را مرمت نمود و از بتن خود ترمیم شونده استفاده بهینه كرد.
