توسعه کامپوزیت سیمانی خودترمیم شونده با استفاده از کربن فعال حاصل از ضایعات زیستی به عنوان حامل عامل ترمیم کننده

توسعه مصالح سیمانی با قابلیت خودترمیمی یکی از رویکردهای نوین برای افزایش دوام، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و ارتقای پایداری سازه های بتنی محسوب می شود. ایجاد ریزترک ها در ماتریس سیمانی می تواند با تسهیل نفوذ آب، یون های مهاجم و سایر عوامل مخرب، موجب کاهش تدریجی عملکرد و عمر مفید سازه شود. پژوهش حاضر با هدف توسعه کامپوزیت سیمانی خودترمیم شونده با استفاده از کربن فعال حاصل از ضایعات زیستی به عنوان حامل عامل ترمیم کننده انجام می شود. در این روش، ضایعات زیستی منتخب پس از آماده سازی، کربونیزاسیون و فعال سازی به کربن فعال با ساختار متخلخل و سطح ویژه مناسب تبدیل می شوند. سپس عامل ترمیم کننده در منافذ کربن فعال بارگذاری شده و حامل های تهیه شده با درصدهای مختلف به ماتریس سیمانی افزوده می شوند. ساختار متخلخل کربن فعال امکان ذخیره عامل ترمیم کننده و انتقال آن به نواحی آسیب دیده را فراهم می کند؛ به گونه ای که پس از ایجاد ترک و در حضور شرایط تحریک کننده مناسب، عامل ترمیمی در ناحیه ترک آزاد شده و با تشکیل محصولات جامد، فرآیند مسدودشدن و ترمیم ترک را تسهیل می کند. به منظور ارزیابی عملکرد سامانه پیشنهادی، ویژگی های مکانیکی و فیزیکی نمونه ها شامل مقاومت فشاری، میزان جذب آب و نفوذپذیری بررسی شده و قابلیت خودترمیمی از طریق اندازه گیری درصد بسته شدن ترک و بازیابی خواص نمونه های ترک خورده ارزیابی خواهد شد. همچنین، بررسی های ریزساختاری به منظور شناسایی محصولات تشکیل شده در محل ترک و تبیین سازوکار ترمیم انجام می شود. انتظار می رود استفاده بهینه از کربن فعال زیست پایه ضمن افزایش ظرفیت نگهداری و انتقال عامل ترمیم کننده، موجب بهبود قابلیت خودترمیمی و دوام کامپوزیت سیمانی شود. این رویکرد با تبدیل ضایعات زیستی به ماده ای با ارزش افزوده، می تواند علاوه بر کاهش مصرف منابع، در توسعه مصالح ساختمانی پایدار، افزایش عمر مفید سازه ها و کاهش پیامدهای زیست محیطی مرتبط با تعمیر و بازسازی سازه های سیمانی موثر باشد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت سیمانی خودترمیم شونده ، کربن فعال ، ضایعات زیستی ، عامل ترمیم کننده ، مصالح پایدار ، ترمیم ترک ، دوام بتن