لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : پاورپوینت مدارس
نوع فایل : .pptx( قابل ويرايش و آماده ارائه )
تعداد صفحه 29 صفحه
قسمتی از متن .pptx :


بتن خود ترمیم شونده
کلمه بتن برگرفته از کلمه لاتین concreteretus به معنای به چسبندگی و سخت شدن است. اولین استفاده از سیمان به دوازده میلیون سال پیش باز می‌گردد و این در حالی است که تاریخ نخستین استفاده از مصالح ساختمانی شبه بتن، به ۶۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح باز می‌گردد. با ای حال تا پیش از استقرار امپراطوری روم، این مواد به صورت بتن امروزی تولید نشده بودند. ساخت بتن، انقلابی در صنعت ساخت و ساز به شمار می‌آمد و هم اکنون نیز این چنین است. اما بتن مدرن یعنی همان بتن مبتنی بر آهک، به دلیل شکل‌گیری ترک‌هایی که بر استحکام سازه تاثیر می‌گذارند، طول عمر کوتاهی دارد. در این راستا بسیاری از محققان تلاش نمودند تا استحکام و قوام بتن را بهبود بخشند و طول عمر آن را به منظور پابرجا ماندن ساختمان‌ها برای طولانی مدت، افزایش دهند.
مقدمه

تلاش محققان جهت افزایش استحکام و طول عمر مفید بتن سبب شد که مفهوم بتن خود ترمیم شونده، راه خود را به درون صنعت ساخت و ساز بازنماید. دو زمینه تحقیقاتی اصلی جهت تحقیق در مورد این نوع بتن وجود دارد؛ یکی راه طبیعی مبتنی بر هیدرات برای مهر و موم کردن ترک‌ها در طول زمان و دیگری راه مصنوعی جهت مهر و موم ترک‌هایی که به مداخله انسانی نیاز دارد. هدف اصلی این کار، افزایش دوام بتن است که تأثیر مثبت زیادی بر محیط زیست و اقتصاد خواهد داشت. از سوی دیگر، این امر می‌تواند طرح‌های معماری را با استفاده از روش‌های جدید طراحی متحول ساخته و طرح فضای داخلی را تغییر دهد؛ به طوری که این فضا برای انجام عملکردهای متنوع مناسب باشد و در عین حال انعطاف پذیری لازم را نیز ارائه کند.

تعریف بتن خود ترمیم شونده
مواد خود ترمیم شونده، موادی هستند که توانایی بازگشت به حالت اولیه را دارند. مفهوم بتن خود ترمیم شوندهSHC)) که ترمیم آن به مرور زمان اتفاق می‌افتد (اتوژنیک)، نخستین بار در حدود دو دهه پیش مطرح شد و می توان آن را در بسیاری از سازه‌های مشاهده کرد که به رغم عدم تعمیر و نگهداری قابل ملاحظه، برای مدت زمان طولانی پایدار و پابرجا مانده‌اند. بنابرین در نگاه اول می‌توان نتیجه گرفت که فعل و انفعالات رطوبت با کلینکر سیمان غیرهیدراته، سبب ترمیم خود به خود ترک‌ها شده است. با این وجود،در سال‌های اخیر به دلیل استفاده از روش های مدرن ساخت و ساز، کاربری سیمان در ساخت سازه کاهش چشمگیری داشته است. از این رو، میزان سیمان غیر هیدراته موجود نیز کمتر شده است که کاهش اثر خود ترمیمی طبیعی را به دنبال دارد.

فازهای اصلی توانایی ترمیم طبیعی، آماس و هیدراتاسیون خمیر سیمان هستند که با ته‌نشست کربنات کلسیم (CaCO3) ادامه می‌یابند و در نهایت باعث انسداد مسیرهای جریان و رسوب ناخالصی‌های آبی و یا حرکت برخی ذرات بتنی جدا شده در طول فرآیند ترک‌خوردگی می‌شود. من جمله عوامل دخیل در روش طبیعی ترمیم می‌توان از دما، درجه آسیب، چرخه یخ‌زدگی، طول عمر بتن و وضعیت ملات نام برد. اما روش مصنوعی ترمیم ترک در بتن، که یک فرایند خود ترمیمی با دخالت انسان است در سال ۱۹۹۴ اختراع شد.

نخستین و اصلی‌ترین روش مصنوعی ترمیم بتن، استفاده از یک عامل ترمیم کننده (چسبنده) بود که در داخل یک کپسول کوچک قرار می‌گرفت. در این روش، شکل‌گیری ترک باعث شکستن کپسول‌های میکرو و آزاد شدن عوامل ترمیم‌کننده‌ای می‌شد که بهبود و ترمیم ترک را برعهده داشتند. چسب‌ها می‌توانستند در رشته‌های کوتاه یا لوله‌های طولانی ذخیره شوند (Nishiwaki et al 2006، Joseph 2008، Joseph et al 2008) لکن محققان دانشگاه کاردیف، دانشگاه کمبریج، دانشگاه Bath و یک شرکت ساختمانی کره جنوبی، مکانیزم‌های بسیار موثرتری را کشف نمودند. بنابرین در ادامه مطلب به ذکر مزایا و معایب دو رویکرد متمایز و امیدوارکننده‌ای پرداخته می‌شود که به زودی در سراسر جهان به کار گرفته خواهند شد.

امروزه روش های متعددی جهت ایجاد بتن هوشمند و ارتقا ویژگی‌های آن در عین کاهش هزینه‌های کلی مواد به کار گرفته شده در آن وجود دارد که بنابر صلاحدید مهندسین و کارفرمایان به منظور تولید بتن خود ترمیم‌شونده مورد استفاده قرار می‌گیرند. لکن بنا بر تجربیات به دست آمده از آنالیز انواع مختلف خود ترمیم‌شونده، اثبات گردیده است که دو روش اصلی کارآمدتر هستند و کارکرد ساده‌تری نیز دارند.
رویکردهای اصلی و مکانیزم‌های آن‌ها

فرایند خود ترمیمی مبتنی بر باکتری‌ها
این نوع بتن خودترمیمی که به عنوان بتن خود ترمیم شونده زیستی نیز شناخته می‌شود، از یک فرایند ساده در راستای مهر و موم کردن ترک‌ها بهره می‌برد. مکانیزم اصلی به کار گرفته شده در ساخت این بتن، ایجاد مخلوط بتنی است که شامل یک پیش ماده مانند لاکتات کلسیم (Ca(C3H5O2)2 و یا کپسول‌های کوچک حاوی باکتری‌ با مخلوط بتن باشد. این باکتری‌ها پس از اینکه آب به مخلوط بتن اضافه شد، شروع به رشد می‌کنند. به محض این که باکتری‌ها شروع به رشد کردند، سنگ آهکی را تولید می‌کنند (CaCo3) که ناشی از چند برابر شدن باکتری هاست.
به گفته دکتر ریچارد کوپر از گروه زیست شناسی و بیوشیمی دانشگاه BATH، ترکیب باکتری‌ها در بتن باعث ایجاد لایه‌های محافظ می‌شود که از خوردگی فولاد جلوگیری می‌کنند. با این حال وی در سخنان خود از بهره‌گیری باکتری‌ها از اکسیژن که خوردگی در فولاد را به دنبال دارد، سخنی به میان نیاورده است؛ چراکه باکتری هایی که در این نوع بتن استفاده می‌شوند، باکتری های مقاوم در برابر قارچ و اسپور هستند. باکتری‌های این گروه به سبب شکل میکروبی و نیز طول عمر ۲۰۰ ساله خود، مناسب‌ترین نوع باکتری‌ها به شمار می‌روند. بنابراین، استفاده از باکتری‌ها به عنوان مکانیزم ترمیم ترک، به دلیل خواص آلی پایدار آنها، یکی از بهترین مکانیزم‌ها برای تولید بتن خود ترمیم شونده است.

پلیمرهای هوشمند (حافظه دار)
مواد هوشمند جدیدی (SMP) که پس از اعمال محرک!، توانایی بازگشت به حالت اولیه خود از طریق تغییر شکل را دارند، جزو این گونه از پلیمرها به شمار می‌روند. این مکانیزم از هر دو اصل اتوژنیک و اتونومیک استفاده می کند. این مواد از یک سیستم ساخت بشر برای افزایش خاصیت خود ترمیمی طبیعی خود بهره می‌برند و ترک‌های موجود در بتن را مهر و موم می‌نمایند. این نوع مواد متشکل از پلیمرهای نیمه بلورینی هستند که دارای ساختار از پیش تعریف شده حافظه داری در خود است و بازگشت پلیمرها به حالت اولیه آنها را منجر می‌شود.
....