ساخت اولین بتن خود گرم شونده و ترمیم شونده توسط مهندسان دانشگاه میشیگان
امروزه بتن دومین ماده پر مصرف در ایالات متحده است و تولید آن باعث انتشار ۱۰ درصد دی اکسید کربن میشود. مهندسان عمران در دانشگاه ایالتی میشیگان بتن قابل انعطافی را توسعه دادهاند که خود ترمیمشونده است و گرما تولید میکند که میتوان برای جلوگیری از یخزدگی و لغزندگی سطح معابر گزینهای سازگار با محیط زیست باشد.
Qingxu Jin، استاد یار دانشکده مهندسی می گوید: “این فناوری میتواند صنعت بتن و زیرساختهای ما را متحول کند. همینطور، این فناوری همچنین میتواند راهحلی برای جوامع محروم یا روستایی با دسترسی محدود به گزینههای جلوگیری از یخزدگی و لغزندگی معابر باشد و راهحلی امنتر و پایدارتر در طول ماههای زمستان ارائه کند.
بتن به دلیل استحکام و دوام بالا معمولاً برای جاده ها و معابر استفاده می شود. اما یخ زدگی می تواند باعث ایجاد ترک در بتن شود و در نتیجه تعمیرات و بسته شدن جاده ها بسیار پرهزینه است. در طول زمستان، در مناطقی با آب و هوای سرد مستلزم شرایط رانندگی خطرناک و غیرقابل پیشبینی است، که با تجمع برف و یخ، جادهها را ناامن میسازد. بیش از 70 سال است که راهحل این مشکل، پوشاندن جادهها با کلرید سدیم بوده است که به نمک جاده یا نمک سفید معروف است. نمک نقطه انجماد برف و یخ را بالا میبرد و از یخبندان جلوگیری میکند و بطور کلی باعث میشود برف در دماهای پایینتری ذوب شود. اما، مشکل استفاده از نمک برای آب کردن یخ جادهها این است که کلرید سدیم به جادههای بتنی آسیب میزند. در جایی که نمک، توده برف را ذوب میکند، گل و لای همراه با نمک ایجاد شده میتواند وارد بتن شود. اگر این مایع وارد بتن شود و مجددا یخ بزند، میتواند بتن را بشکند و ترکهایی در بتن ایجاد کند. علاوه براین، کلرید موجود در نمک خاصیت خورندگی دارد. این کلرید با نفوذ به بتن متخلخل، میتواند به آرماتورهای فلزی داخل سازه برسد و مسبب زنگ زدگی و آسیب های جدی در طولانی مدت شود. تأثیرات کلرید سدیم بر جادههای بتنی تنها نگرانی نیست که در مورد استفاده از آن میدانیم. گل و لای نمک ایجاد شده اغلب با خاک و آبهای زیرزمینی مخلوط میشود و آن را آلوده میکند.
این محصول بتنی می تواند به طور بالقوه به عنوان یک لایه محافظ روی روسازی استفاده شود که می تواند نیاز به استفاده از نمک جاده یا نمک سفید را کاهش دهد. این ماده بتن خود گرم شونده انرژی بیشتری نسبت به مواد معمولی ذخیره می کند. هنگامی که دمای هوا به دمای نزدیک به انجماد می رسد، این ماده انرژی ذخیره شده را به عنوان گرما آزاد می کند و برای یخ زدایی و از بین بردن برف از جاده ها و معابر ایده آل است.
همینطور مهندسان دانشگاه میشیگان این بتن را با دقت طراحی کردند تا به طور موثر خود را ترمیم کند. بتن خود ترمیم شونده محصولی است که به محض ایجاد ترک، شروع به بازسازی و ترمیم خود میکند. هنگامی که ترک در این بتن وجود میآید مواد سیمانی خشک شدهای که در ترکها قرار دارند با دیاکسید کربن و آب واکنش داده لایهای از کربنات کلسیم تولید میکنند که مانع از گسترش ترکها و شکافهای بیشتر میشوند. در پایان این بتن می تواند راه حلی باشد که به مردم و محیط زیست کمک میکند.