بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در دنیای امروز است. بتن در کنار شاتکریت اصلی‌ترین جزء در انواع پروژه‌های زیرساختی، از جاده‌ها گرفته تا پل‌ها و ساختمان‌ها است. به دلیل تقاضای روزافزون در حال حاضر از تکنیک‌های جدیدی برای بهینه‌سازی کامل مواد به دست آمده است. نقطه‌ای که امروز به نام بتن خودترمیم‌شونده شناخته می‌شود. درست زمانی که تصور می‌کردیم قرار نیست فناوری جدیدی در حوزه بتن به وجود آید، نوآوری دیگری ظهور کرد. این بار در قالب یک ماده ساختمانی که می‌تواند خود را ترمیم کند. آیا می‌توانید جهانی با جاده‌های صاف و بدون ترک را تصور کنید؟ در این مقاله به سراغ ماده‌ای خواهیم رفت که این رویا را برای ما محقق خواهد کرد.

بتن و ترک‌خوردگی تحت تنش

برخلاف بیشتر مصالح ساختمانی بتن در صورت ساییدگی دچار فرسایش بیشتری شده و طول عمر آن کاهش پیدا می‌کند. سرما و گرمای شدید در کنار بسیاری از عوامل دیگر می‌تواند بتن را خراب کرده و باعث ترک خوردن آن شود. فرایندی که درنهایت منجر به ایجاد نیاز برای ترمیم بتن می‌شود. معمولا برای ترمیم و نگهداری بتن به سه شیوه عمل می‌شود:

  • وصله زدن بتن
  • تقویت بتن
  • تخریب بتن و انجام مجدد تمامی کارها

بااین‌حال این کارها بسیار وقت‌گیر بوده و برای محیط‌زیست نیز چندان مناسب نیست. بنابراین بهترین راه‌حل این است که به دنبال بتنی برویم که بتواند مانند بدن انسان به‌طور خودکار زخم‌های خود را ترمیم کند.

ترمیم استخوان اما برای بتن

ترمیم خودکار بتن

بدن انسان استخوان‌های خود را از طریق کانی سازی بهبود می‌بخشد. اما آیا واقعا می‌توان یک فرایند مشابه را در مورد بتن اجرا کرد؟ به لطف تلاش‌های یک تیم از دانشمندان این رویا به واقعیت پیوست و بتن خودترمیم‌شونده به روی خط تولید رفت. اما مکانیسم کاری این نوع بتن چگونه است؟ تکنیکی که جانکرز و تیمش در ساخت بتن خودترمیم‌شونده به کار بردند شامل جاسازی باکتری‌های تولیدکننده سنگ آهک خود فعال در مواد ساختمانی است. باکتری‌هایی که نه‌تنها می‌توانند در درون بتن زنده بمانند بلکه می‌توانند به‌طور فعال فرایند خودترمیمی را شروع کنند. باکتری‌هایی که Bacillus pseudofirmus یا Sporosarcina pasteurii نام دارند.

این باکتری‌ها در سطح بتن مخلوط شده و به‌طور مساوی در سرتاسر آن توزیع می‌شوند. هنگامی که آب باران یا رطوبت به داخل ترک‌ها نفوذ می‌کند، فرایند خودترمیم‌سازی کلید می‌خورد و باکتری‌ها شروع به تولید سنگ آهک می‌کنند. با این کار درنهایت ترک‌ها ترمیم می‌شوند. بنابراین اگر بگوییم که آب عامل اصلی بهبود بتن است، چندان بی‌راه نگفته‌ایم. این روند دقیقا شبیه همان اتفاقی است که در بدن ما و برای ترمیم استخوان‌ها میافتد.

آینده بتن خودترمیم‌شونده چیست؟

ترمیم ذاتی بتن

به نظر می‌رسد که آینده درخشانی در انتظار بتن خودترمیم‌شونده باشد. بااین‌حال این بتن تنها از پس ترک‌های ریز بر خواهد آمد و نباید از آن انتظار پر کردن شکاف‌های عمیق را داشت. این فناوری در حال حاضر قادر است ترک‌هایی تا عرض 0.8 میلی‌متر را پر کند. در حال حاضر گروه دیگری از دانشمندان در تلاش هستند تا این بتن را به‌عنوان یکی از مواد اولیه در پروژه‌های زیرساختی در کشورهای درحال‌توسعه به کار بگیرند. به‌این‌ترتیب در هزینه تعمیر جاده‌ها تا حد زیادی صرفه‌جویی خواهد شد.