Ydintekniikka: mikrobikapseleiden "halkeamien diagnosointi ja hoito" -mekanismi
Tämän älykkään materiaalin ydin on sen "esisulautetussa biologisessa korjausjärjestelmässä". Tekniset tiimit kapseloivat erityisesti sopeutetut Bacillus subtilis- ja kalsiumlaktaattiravinteet biohajoaviin natriumalginaattikapseleihin (halkaisijaltaan 2-3 mm) ja sekoittavat ne sitten betoniin, jossa on 20-50 mmmukulakiviaggregaatteja 3 prosentin tilavuussuhteella. Mukulakivet luonnollisina lujina kiviaineina (puristuslujuus suurempi tai yhtä suuri kuin 120 MPa) tarjoavat betonin mekaanisen perustuen; mikrobikapselit, kuten "uinuvat korjaussotilaat", jakautuvat tasaisesti aggregaattirakoihin.
Kun betoniin syntyy halkeamia (leveys enintään 0,5 mm) kuormituksen tai lämpötilan muutosten vuoksi, sadevesi tai huoltovesi tihkuu halkeamiin ja laukaisee kapselin hajoamisen vapauttaen Bacillus subtilista ja kalsiumlaktaattia. Kosteuden ja hapen avulla bakteerit lisääntyvät ja metaboloituvat nopeasti tuottaen kalsiumkarbonaattia (kalsiittia), joka muodostaa halkeamaan kiteisen täytekerroksen 3-7 päivässä. Tämä biomineralisoitu tuote, jonka puristuslujuus on 35 MPa, vastaa perusbetonin lujuutta ja saavuttaa "autonomisen halkeaman sulkemisen". Laboratoriotiedot osoittavat, että järjestelmä korjaa 100 % mikrohalkeamien (leveys 0,1-0,3 mm) ja yli 90 % 0,3-0,5 mm halkeamien kohdalla.
Tekninen validointi: Qingdao Cross-Sea Bridgen "itse-parannus"
Qingdao Jiaozhou Bay Cross{0}}Sea Bridgen huoltoprojekti merkitsi tämän tekniikan ensimmäistä laajamittaista-sovellusta. Tämä 36,48 kilometriä pitkä-meriprojekti, jossa on perinteisiä betoniosia, synnytti 237 näkyvää halkeamaa 10 vuoden käytön jälkeen meriveden eroosion ja ajoneuvojen kuormituksen vuoksi. Tämä vaati yli 20 miljoonaa yuania vuosittain manuaalisiin korjauksiin. Vuonna 2022 sen lähestymissiltaosuudet kunnostettiin itse-parantuvalla mukulakivibetonilla ja kattaa 12 000 ㎡.
Remontin jälkeiset-seurantatiedot osoittavat: 2 vuoden vuorovesi- ja lämpötilatestin jälkeen kunnostetussa osassa kehittyi vain 19 uutta halkeamaa, joista 17 (89 %) parantui itsestään kuukaudessa, jolloin halkeamien kokonaiskorjausaste oli 92 %. Rakenteelliset kantavuustestit osoittivat korjatun betonin kimmokerroin palautuneen 95 %:iin alkuperäisestä tilastaan, mikä ylittää huomattavasti perinteisten korjausmateriaalien 80 % palautumisasteen. Tämän suuntauksen perusteella siltaosan käyttöiän ennustetaan pidentävän suunnitellusta 50 vuodesta 100 vuoteen ilman, että sen käyttöiän aikana tarvitse tehdä suuria{13}}manuaalisia korjauksia.
Kustannusvertailu: Talousvallankumous koko{0}}elinkaaren näkökulmasta
Vaikka itsestään paraneva mukulakivibetoni maksaa 15 % enemmän kuin tavallinen mukulakivibetoni (noin 480 ¥/m³ vs. 417 ¥/m³), sen koko-elinkaarikustannusetu on merkittävä. Esimerkkinä Qingdao Cross-Sea Bridge, perinteiset betoniosat vaativat laajan-halkeamien korjauksia 10 vuoden välein, ja kumulatiiviset ylläpitokustannukset ovat 600 ¥/㎡; Itsekorjautuvien materiaalien avulla tarvitaan vain 3 perushuoltotoimenpidettä 100 vuoden aikana, mikä pienentää ylläpitokustannukset 240 ¥/㎡-60 %.
Uusissa projekteissa taloudellinen tilanne on vieläkin hämmästyttävämpi: tätä materiaalia käyttävä 10 000 tonnin satamapato nostaa alkuperäisiä rakennuskustannuksia noin 800 000 ¥, mutta säästää yli 5 miljoonaa ¥ ylläpitokustannuksissa vähentämällä 8 suurta kunnostusta. Tällä hetkellä tekniikka on mukanaOhjeet uusien materiaalien soveltamiseen moottoritietekniikassaja sitä on edistetty 12 suuressa kotimaisessa infrastruktuurihankkeessa, ja siitä on tullut älykkään rakentamisen vertailukohta.