بتن خود ترمیم شونده و کاربرد آن در لوله های فاضلاب

بتن، به دلیل قابلیت ساخته شدن در محل، مقرون به صرفه بودن و استحکام و دوام بسیار، یکی از پرمصرف ‌ترین محصولات ساختمانی در جهان است. از آن‌ جایی که  انواع بتن  به مدت طولانی وجود داشته است، ممکن است تصور این‌ که چنین ماده‌ی باثبات و شناخته‌ شده‌ای را بتوان بهبود بخشید سخت باشد، اما چنین اتفاقی افتاده است. محصولات بتنی جدید و روش ‌های جدید ساخت بتن، عملکرد آن را برای مقابله با چالش‌ های مدرن افزایش می‌دهند. یکی از این محصولات بتن خود ترمیم ‌شونده است.

خواص بتن ترمیم شونده

از جمله ویژگی ‌هایی که برای این بتن تعریف شده، قابلیت آن برای رفع ترک ‌های خود به ‌صورت خود به ‌خود یا مستقل است. این قابلیت نه تنها ترک‌ ها را می‌بندد، بلکه به ‌طور جزئی یا کامل، خواص مکانیکی سازه را بازیابی می‌کند. درهمین راستا، بتن خود ترمیم شونده، به شکل میکروکپسول ‌هایی که با لجن ناشی از تصفیه آب پر شده‌اند، برای کاهش خوردگی میکروبی در لوله‌ های فاضلاب بتنی در استرالیا استفاده می‌شود.

پروفسور ژوگه می‌گوید: «پس‌ماندهای لجنی نوید بخش کاهش خوردگی میکروبی در لوله‌ های بتنی فاضلاب هستند، زیرا به عنوان یک عامل ترمیم‌ کننده و مقاوم دربرابر خوردگی ‌های اسیدی و ترمیم ترک‌ ها عمل می‌کنند.»

اولین پروژه جهانی این حیطه به رهبری پروفسور یان ژوگه، کارشناس مهندسی پایدار از دانشگاه استرلیای جنوبی، راه‌ حلی نو و جدید را برای متوقف کردن درجات بی‌ سابقه‌ی خوردگی در خطوط لوله‌ی بتنی قدیمی این کشور به آزمایش گذاشته است. این پروژه از دانشگاه استرالیای جنوبی، در حال بررسی و آزمایش استفاده از لجن ناشی از عمل تصفیه آب، برای جلوگیری از ترک خوردن لوله‌های فاضلاب است.

در این مقاله در مورد بتنUHPC بیشتر بخوانید:

مزایا و کاربرد های بتن UHPC چیست؟

تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور یان ژوگه، کارشناس مهندسی پایدار، درحال آزمایش راه‌حلی جدید برای توقف «درجات بی‌سابقه‌ی خوردگی» در لوله‌های فاضلاب ۱۱۷۰۰۰ کیلومتری در این کشور است. گزارش ‌های این دانشگاه مبنی بر این است که این پروژه می‌تواند به صرفه‌جویی ۱/۴ میلیارد دلاری در هزینه ‌های نگهداری سالیانه کمک کند.

اسید های خورنده‌ی ناشی از باکتری‌ های اکسید کننده‌ گوگرد در فاضلاب همراه با بارهای بیش از حد، فشارهای داخلی و نوسانات دمای بسیار، باعث خوردگی لوله ‌ها و کاهش طول عمر آن ‌ها می‌شوند که هرساله در سراسر استرالیا صدها میلیون دلار هزینه تعمیر به همراه دارد. بتنی که خود ترک ‌هایش را با استفاده از لجن‌ های خیس ترمیم می‌کند، می‌تواند پاسخی برای این مسئله باشد.

پروفسور ژوگه می‌گوید: «پس ‌ماندهای لجنی نوید بخش کاهش خوردگی میکروبی در لوله‌ های بتنی فاضلاب هستند، زیرا به عنوان یک عامل ترمیم کننده و مقاوم دربرابر خوردگی ‌های اسیدی و ترمیم ترک ‌ها عمل می‌کنند.»

محققان، میکروکپسول ‌هایی با پوسته‌ای حساس به PH و هسته‌ای ترمیم‌ کننده حاوی لجن زاج محصول جانبی تصفیه خانه ‌های فاضلاب و پودر هیدروکسید کلسیم تولید می‌کنند. این ترکیب دربرابر خوردگی میکروبی (MIC) بسیار مقاوم است. این مواد به منظور جلوگیری از شکستگی در مرحله آخر مخلوط شدن در بتن جاسازی می‌شوند. هنگامی که مقدار PH با افزایش سطح اسید تغییر می‌کند، میکروکپسول ‌ها عوامل ترمیم‌ کننده را آزاد می‌کنند.

پروفسور ژوگه می‌گوید: «این فناوری نه تنها طول عمر سازه‌ های بتنی را افزایش می‌دهد و بیش از یک میلیارد دلار در اقتصاد استرالیا صرفه ‌جویی می‌کند، بلکه با استفاده مجدد از لجن‌ هایی که معمولا به محل دفن زباله ختم می‌شوند اقتصاد دورانی را نیز ارتقاء می‌دهد.» نه تنها تعمیرات بتن فرسوده میلیون‌ها دلار هزینه به همراه دارد بلکه روش ‌های جلوگیری از خوردگی اسیدی در لوله ‌های فاضلاب نیز به دلایل مختلفی همواره ناموفق هستند.

برای تغییر محیط فاضلاب و متوقف کردن خوردگی می‌توان مواد شیمیایی به فاضلاب اضافه کرد، اما این کار باعث آلودگی محیط شده و هم‌چنین روشی پرهزینه است. گزینه دیگر شامل افزایش سرعت جریان فاضلاب با اصلاح هیدرولیک لوله است، اما این روش همواره مؤثر نیست. پوشاندن سطح یکی دیگر از گزینه ‌های محبوب است اما روشی زمان ‌بر است و اثر آن موقتی است.

ارتقای طراحی مخلوط بتن روشی بهتر برای کنترل خوردگی میکروبی است. استفاده از بتن‌ خود ترمیم شونده که می‌تواند ترک ‌ها را خود به ‌خود و بدون هیچ‌گونه دخالت انسانی ببندد، راه‌حل است. یکی از مشکلاتی که در مورد استفاده از بتن وجود دارد  دلیل ایجاد ترک در بتن  است که در این روش این مشکل کاملا حل شده است.

پروفسور ژوگه می‌گوید: «برای دستیابی به خنثایی کربن‌ تا سال ۲۰۵۰، صنعت ساخت و ساز باید به سمت اقتصاد دورانی تغییر مسیر بدهد.» محصولات جانبی صنعتی یا زباله ‌های شهری که معمولا در محل‌ های دفن زباله دور ریخته می‌شوند و به صورت بالقوه باعث ایجاد آلودگی می‌شوند، اکنون ممکن است در سیر تولید و ساخت و ساز مجددا مورد استفاده قرار بگیرند.

سرزمین اصلی استرالیا خود به تنهایی دارای حدودا ۴۰۰ تصفیه خانه‌ی آب آشامیدنی به همراه یک سایت واحد است که سالانه تا ۲۰۰۰ تن لجن از آب تصفیه شده تولید می‌کند. بیش‌تر این مواد در محل‌های دفن زباله دور ریخته می‌شوند و سالانه بیش از ۶ میلیون دلار هزینه دربردارند و همچنین باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی زیادی می‌شوند.

پروفسور ژوگه می‌گوید: «ما مطمئن هستیم که این بتن‌های جدید خود ترمیم ‌شونده براساس فناوری ترکیبی پیشرفته، مسائل مربوط به خوردگی لوله‌های فاضلاب و دفع لجن را به یک باره حل خواهند کرد.» این پروژه تا حدی توسط کمک هزینه‌ی ۵۰۱۵۰۴ دلاری شورای تحقیقات استرالیا تامین می‌شود و محققانی از دانشگاه استرالیا جنوبی و دانشگاه کویینزلند در آن مشارکت دارند.

شرکت قالب سازی قادری با سالها تجربه یکی از بزرگترین تولید کننده ها در زمینه فروش  قالب فلزی بتن   می باشد جهت استعلام انواع محصول مانند : خرید جک سقفی،  داربست فلزی با بهترین کیفیت با ما در تماس باشید .