بتن خود ترمیم شونده

احتمالاً تا کنون نام بتن زنده را شنیده باشید. اگر نه، ما در این جا شما را با این مفهوم آشنا می‌کنیم. بتن محبوب‌ترین و پر استفاده‌ترین ماده‌ی ساخت و ساز در جهان است. این ماده، مخلوطی ساده و تشکیل شده از سیمان، سنگدانه و آب می‌باشد. این ماده‌ی ساختمانی که از آن در ساخت خانه‌ها، اداره‌ها، اتوبان‌ها و دیگر سازه‌ها استفاده می‌شود، دومین ماده‌ی پر استفاده در جهان بعد از آب لقب گرفته است.

اما چرا بتن این قدر پر استفاده و محبوب شده است؟

دلیل آن به ویژگی‌های منحصر به فرد بتن باز می‌گردد. بتن مقاومت بالایی دارد. شکل‌پذیر است و می‌توانیم آن را به راحتی، به هر شکلی که می‌خواهیم دربیاوریم. مواد سازنده‌اش ساده به دست می‌آیند و مقاومت آن در برابر گرما و عمر آن نیز بالاست.

چرا به بتن خود ترمیم شونده نیاز داریم؟

با وجود تمامی این ویژگی‌های مثبت و ارزشمند، یک ویژگی و جنبه‌ی منفی در بتن وجود دارد؛ آن هم این است که بتن به زمان و هزینه‌ای برای نگهداری احتیاج دارد. همه‌ی ما می‌دانیم که بتن مقاومت فشاری بالایی دارد و در برابر نیروهای کششی ضعیف‌تر عمل می‌کند. بنا بر این زمانی که چنین نیرویی به آن وارد می‌شود، ممکن است بتن را دچار تغییر حالت کرده و بتن دچار ترک خوردگی بشود. احتمال دارد این ترک‌ها در ابتدا آنقدر کوچک باشند که نتوانیم آن‌ها را با چشم غیر مسلح ببینیم. با این حال، این ترک‌ها به مرور زمان بزرگ‌تر می‌شوند و در نهایت ممکن است سازه از هم گسیخته شود. پیش از این در هنگام ترک خوردگی بتن، ترمیم آن توسط نیروی انسانی صورت می‌گرفت که به وقت و پول زیادی احتیاج دارد؛ هر چند که ضرر آن از گسیختگی سازه بسیار کم‌تر است.

اما در حال حاضر راه حلی جدید برای حل این مشکل در بتن ارائه شده است. محصول جدیدی که در سال ۲۰۱۵ توسط محققان هلندی ارائه شده است، بتن خود ترمیم شونده یا زیست بتن (bio-concrete) نام دارد. این محققان با بهره گرفتن از علوم مهندسی عمران و زیست‌شناسی دریایی و ترکیب این دو، بتنی را طراحی و تولید کرده‌اند که به صورت خودکار، در هنگام ترک خوردگی، ترک‌ها را با تولید آهک پر می‌کند. این آهک با پر کردن ترک‌های ایجاد شده در بتن، در واقع باعث ترمیم بتن می‌شود.

اما این اتفاق چگونه می‌افتد و ربطش به زیست‌شناسی دریایی چیست؟ ایده‌ی تولید و ساختن بتن خود ترمیم شونده این است که از نوعی باکتری دریایی که در برکه‌های نزدیک آتش‌فشان‌ها یافت می‌شوند استفاده می‌شود. این باکتری در محیط‌های قلیایی و بدون نیاز به غذا و اکسیژن تا ۲۰۰ سال عمر می‌کند. زمانی که با آب تماس پیدا کنند فعال می‌شوند و از لاکتات کلسیم به عنوان منبع غذایی استفاده می‌کنند. پس از استفاده از لاکتات کلسیم، از خود آهک تولید می‌کنند که باعث پر شدن ترک‌های بتن می‌شود.

باکتری‌ها در کپسول‌های قابل تجزیه در بتن قرار می‌گیرند و زمانی که بتن ترک می‌خورد و آب وارد آن می‌شود، باکتری‌ها فعالیت خود را آغاز می‌کنند. با مصرف لاکتات کلسیم، آهک تولید می‌کنند و ترک‌های بتن را ترمیم می‌نمایند.

بتن‌های خود ترمیم شونده برای سازه‌های زیرزمینی و به طور کلی سازه‌هایی که حضور انسان در آن‌ها برای ترمیمشان سخت است، بسیار مناسب هستند.