کامپوزیت های ساخته شده از بتن خود ترمیم- اختصاصی 808

در یک مقاله تحقیقی با عنوان " تکرار پذیری و نفوذ پذیری بتن خود ترمیم در کامپوزیت های سیمانی مهندسی، که از طرف ACI پذیرفته شده و به زودی توسط موسسه بتن آمریکا  در در ژورنال مصالح ACI به چاپ میرسد، مصطفی ساهماران ، استاد دانشکده مهندسی عمران و مدیر آزمایشگاه تحقیقاتی مصالح پیشرفته زیر ساختی دانشگاه قاضی آنکارا ، میزان تحمل و مقاومت  مکانیزم خود ترمیمی را در کامپوزیت های سیمانی مهندسی  (ECC) مورد مطالعه قرار میدهد.

کامپوزیت های خود ترمیم قوی که به عنوان کامپوزیت های سیمانی مهندسی (ECC) شناخته میشوند ، بر مینای یک تکنولوژی مواد پیشرفته ساخته میشوند که اولین بار توسط ویکتور لی از دانشگاه میشیگان مطرح شد.

بر خلاف مصالح بتنی غیر معمول که در بسیاری از آزمایشات برجا مورد استفاده قرار میگیرند ، ECC  که توسط میکروفیبرهایی که نازکتر از موی انسان هستند مسلح شده است ، به نسیت در مقابل تنش انعطاف پذیر است.

این خاصیت انعطاف پذیری نتیجه ی مستقیم مقاومت در برابر کرنش است که نشئت گرفته از نحوه ی کنار هم قرار گیری فشرده ی ترک های بسیار ریزی است  که عرضی کمتر از 100 میکرومتر دارند. حتی تحت شرایط بارگذاری بسیار شدید ، عرض ترک ها ثابت باقی میمانند.

ساهماران می گوید : " داشتن ترک های با عرض در حد میکرومتر به ما این امکان را میدهد که قابلیت های ویژه ای از جمله خود ترمیمی را به بتن اضافه کنیم."

" با وجود مطالعات فراوانی که در زمینه ی  پیشرفت مواد خود ترمیم صورت گرفته است ، شهرت اخیر این تکنولوژی به تازگی و به صورت ناگهانی افزایش پیدا کرد و این به جهت نیازهایی است که در زمینه ترمیم و ماندگاری زیرساخت هایی که روبه زوال هستند احساس میشود.

روند خود ترمیمی در ECC تقریبا واضح و مشخص است. ترک ها خودشان را با کمک دو مکانیزم اصلی ترمیم می کنند :

• واکنش های هیدراته در حال انجام  در مواد غیر آبی سیمانی که موجب تولید بیشتر ماده  چسبناک  کلسیم سیلیکات هیدرات میشود.
• رسوب کردن کلسیم کربنات

آنچه که برای وقوع این دو واکنش نیاز است ، به وفور برای هر ساختمانی در هر جای دنیا یافت میشود و آن آب است و هوا.

با وجود تاثیر پذیری ECC های خود ترمیم از ترک های در ابعاد میکرون ، برخی منتقدان قدرت این مکانیزم را مورد سوال قرار میدهند. یکی از مواردی که قدرت این مکانیزم را زیر سوال میبرد ، تکرار پذیری است. و این بدین معنی است که این فرآیند باید در تمامی اجزای سازه ای اتفاق بیفتد نه اینکه محدود به بخش های مشخصی بشود.

گورکان یلدیریم ، معاون بخش تحقیقات و کاندیدای دریافت PHD از داشگاه قاضی میگوید : " ما توانسته ایم قدرت و توانایی تقریبا بالای ECC خود تراکم را به اثبات برسانیم . حتی بعد از شش مرحله وقوع ترک های مقدماتی مکرر در یک محل خاص ، که هر کدام گسیختگی های مربوط به خودشان را به وجود آوردند ، ECC توانست با استفاده از روشی  که در آزمایش مورد استفاده قرار گرفت که  نرخ خود ترمیمی را مشخص میکرد،  85 درصد از مصالح را دوباره بازیابی کند .

نرخ خود ترمیمی در مقاطع مختلفی ضبط شد که نشان داد که نتایج در مقاطع مختلف بسیار شبیه به هم بودند، که نشان میدهد که تقریبا روند مکانیزم در همه جا  حفظ شده است.

علاوه بر همه ی این ها ، مصالح ECC باعث از بین رفتن خواص ذاتی مواد که  ناشی از ریزترک های موجود در ماده است نمیشوند ، به همین دلیل است که حتی بعد از اعمال ترک خوردگی در یک محل مشخص 9 مرتبه ی متوالی ، بیشترین عرض ترک به 190 میکرومتر میرسد ، که نشان دهنده ی خاصیت دوام بسیار بالاست ، که حتی تحت شرایط آب و هوایی بسیار سخت نیز پایدار خواد ماند."

با وجود دو خاصیت ذاتی موجود در ECC یعنی ریز ترک ها و قابلیت خود ترمیمی ، ECC میتواند یک راه حل نسل جدید برای مصالح مورد نیاز در  چالش های مکانیکی و مواردی که به دوام و عمر بلا نیاز است باشد. که استفاده از این مصالح باعث افزایش طول عمر و بهبود سازه های زیر ساختی میشود.

منبع:+

ترجمه شده توسط تیم خبری 808