به وجود آمدن ترک و زوال در بتن اجتناب ناپذیر است حتی در زمان آغازین عمر آن؛ نیاز به تعمیر و ترمیم حتمی می باشد. باتوجه به اینکه تعمیر ترک در سازه های بتنی بعضا سخت و یا حتی در مواردی غیر ممکن می باشد بنابراین در چند دهه گذشته خود ترمیمی در بین روش های ترمیم ترک از جایگاه ویژه ای برخوردار شده است .خود ترمیمی عمدتا روشی است که برای افزایش بهبود کارایی بتن (بتن بیولوژیکال و کاربرد آن) در نظر گرفته می شود.
خود ترمیمی بتن:
- خود ترمیمی طبیعی
- خود ترمیمی بیولوژٰیکی
کاربرد لجن فاضلاب و یا خزه ها به عنوان یک خاکستر بیولوژیکی در بتن موجب ایجاد بتنی شده است که امروزه مورد استقبال قرار گرفته است.
خود ترمیمی طبیعی
خود ترمیمی طبیعی برای ترک های کوچکتر از 0/2 میلی متر موثر خواهد بود. در پروسه های طبیعی چهار مرحله زیر می تواند ترک را پر نماید:
- تشکیل کلسیم کربنات یا کلسیم هیدروکسید (موثر ترین روش برای ترمیم طبیعی بتن)
- بسته شدن ترک با ناخالصی موجود در آب
- بسته شدن ترک با هیدراته شدن سیمان های هیدراته نشده
- بسته شدن ترک با افزایش حجم مواد سیمانی در کناره ی ترک ها
خود ترمیمی بیولوژیکی (بتن بیولوژیکال)
Bacterial Concrete or Self-Healing Concrete or biological self-healing concrete یا بتن های خود ترمیم شونده بیولوژیکی با توانایی ترمیم منجر به ایجاد استحکام و دوام بالاتری نسبت به بتن های معمولی شده است. سازه های ساخته شده توسط این گونه بتن ها قادر به تحمل شرایط سخت تر محیطی بوده و در برابر تخریب ناشی از باران های اسیدی و… مقاوم تر هستند.
استفاده از میکرو ارگانیسم برای طراحی بتن خود ترمیم این روش را جز دسته های بیولوژیکی قرار داده که توسط گروهی از محققین رشته عمران در دانشگاه تکنولوژی مالزی شده است.
میکرو ارگانیسم ها عمدتا به سه شاخه قارچ ,باکتری , ویروس طبقه بندی می شوند. از این میان شاخه خاصی از باکتری ها وجود دارند که قادر به ترسیب شیمیایی خاص برای طراحی بتن خود ترمیم بیولوژیکی هستند.
- رسوب پلی مورفیک آهن آلومینیوم- _سیلیکات و کلسیم کربنات مهمترین فرایندهای استفاده شده برای طراحی بتن خود ترمیم می باشند.
- استفاده از میکرو ارگانیسم های بی حرکت در سیلیکا ژل یا کربن فعال یک راه مناسب از نظر جنبه های مالی است. اگرچه تاثیراستفاده از این موارد در مقاومت بتن هنوز کاملا واضح نیست.
برخی از گونه باکتری های مناسب برای بتن خود ترمیم
- خانواده باسیلوس
باسیلوس پاستئوری به راحتی در خاک پیدا می شود. - سوبتیلیس
- باسیلوس اسفاریکوس
پنج گونه مختلف از خانواده باسیلوس اسفاریکوس و یک سویه از باسیلوسلنتوس برای ترسیب کلسیم کربنات روی سنگ و آهک تخریب شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که همه گونه
های باسیلوس اسفاریکوس می تواند رسوب کلسیم کربنات داشته باشند اما در مقادیر مختلف . سویه های باسیلوس برای تولید اوره آز درون سلولی یافت شدند . فعالیت اوره ای برای اندازه گیری رسوب کلسیم کربنات استفاده شده اند .مقدار اوره آز در دسترس نزدیک به %1 وزن خشک سلولی می باشد
فواید بتن بیولوژیکال
- تعمیرات ترک بدون هیچ کمک خارجی
- افزایش قابل توجه در مقاومت فشاری و مقاومت خمشی در مقایسه با بتن معمولی
- مقاومت در برابر حملات یخ زدگی
- کاهش نفوذپذیری بتن
- خوردگی فولاد را به دلیل تشکیل ترک ها کاهش می دهد و دوام فولاد تقویت شده را بهبود می بخشد.
- باکتری های باسیلوس برای زندگی انسان بی ضرر هستند و از این رو می توان آن را به طور موثر استفاده کرد.
معایب بتن بیولوژیکال
- هزینه بتن باکتری دو برابر بتن معمولی است.
- رشد باکتری در هر فضایی خوب نیست.
- گلوله های خاکستری که دارای عامل خود شفا هستند 20٪ حجم بتن را تشکیل می دهند. این ممکن است به یک منطقه برش یا منطقه گسل در بتن تبدیل شود.
- طراحی بتن مخلوط با باکتری در اینجا هیچ کد IS یا کد دیگری در دسترس نیست.
- بررسی رسوب کلسیت پرهزینه است.
