بررسی عملکرد خودترمیمی ذاتی در بتن های با مقاومت بالا

در تحقیق حاضر با اضافه کردن سیمان های درشت دانه با قطر بزرگ تر از 75 میکرون به بتن به عنوان عامل خودترمیمی سعی به ترمیم و بهبود ترک ها شده است. در این فرایند به علت کاهش سطح مخصوص سیمان های درشت دانه و همچنین پایین بودن نسبت آب به سیمان، ذرات سیمان به طور کامل هیدراته نشده و قسمت داخلی ذرات سیمان به صورت کپسول سیمان هیدراته نشده باقی می ماند. با شکست و ایجاد ترک در بتن، کپسول های سیمانی حاوی سیمان های هیدراته نشده، شکسته شده و با آب عمل آوری واکنش نشان داده و به علت افزایش حجم حاصل از تولید محصولات هیدراتاسیون (hydration) مجدد ذرات سیمانی، باعث بسته شدن و ترمیم ترک می شوند. در این تحقیق ابتدا به کمک آزمایش مقاومت کششی به روش دو نیمه شدن در نمونه های استوان ه ای ترک ایجاد شده و پس از ثابت نگه‌داشتن عرض ترک با استفاده از بست های فلزی به میزان 200 میکرون و عمل آوری مجدد، خودترمیمی در خصوصیات مکانیکی با تعیین مقاومت کششی ثانویه و خودترمیمی در خصوصیات نفوذپذیری با آزمایش نفوذ آب بررسی شد. نتایج نشان داد که اولاً در بتن های ساخته‌شده قابلیت خودترمیمی وجود دارد و ثانیاً تاثیر سیمان درشت دانه در این عملکرد به مراتب بیشتر از تاثیر نسبت آب به سیمان می باشد. همچنین با استفاده از سیمان درشت دانه به عنوان عامل بهبودی، نمونه ها 12 تا 29 درصد بهبودی در مشخصات مکانیکی و 41 تا 100 درصد  بهبودی در نفوذپذیری بتن ترک‌خورده از خود نشان دادند.

Autogenous Self- Healing of High Strength Concretes

IntroductionConcrete elements can be easily cracked due to several reasons, such as tensile stresses. When these cracks are connected to each other, permeability will increase and bearing capacity will decrease. Therefore, cracks may decrease the durability of concrete structures. Repair of cracked concrete structures is often expensive and sometimes impossible. Therefore, researchers by inspiration from autogenous recovery of small scratches in the body of live creatures, have presented selfhealing concrete based on concrete characteristics.  Utilization of such concretes may increase the durability of concrete structures and minimize repair and rehabilitation costs. Selfhealing phenomenon is not new; Academy of science in France has observed the healing of micro cracks in 1836 (Hearn, N, Morley, 1997). The selfhealing refers to the reduction of crack width itself. Systematic investigation of selfhealing was started by Glanville in 1926. Autogenous selfhealing is a case of healing that happens without using external agents (Glanville, 1931). Cementitious materials have such ability, because rehydration of cement particles may be continued and reaction products such as CSH and Portlandite will fill the cracks. Of course, when the unhydrated cement particles and water are available in the cement paste, this type of selfhealing will occur. Parameters such as crack width, pH of curing water, temperature, the chemical composition of cement and etc. may influence on the selfhealing process.