Vật liệu thông minh có khả năng tự phục hồi vết nứt

28/04/2016

Bê tông là thành phần chính để xây dựng cơ sở hạ tầng thiết yếu như cầu, đường, hầm... Khi các yếu tố trong cấu trúc bê tông cần bảo trì, sửa chữa, sẽ gây ảnh hưởng đến lưu thông của ...

Bê tông là thành phần chính để xây dựng cơ sở hạ tầng thiết yếu như cầu, đường, hầm... Khi các yếu tố trong cấu trúc bê tông cần bảo trì, sửa chữa, sẽ gây ảnh hưởng đến lưu thông của các phương tiện giao thông. Vì vậy, sử dụng vật liệu xây dựng thông minh không những khắc phục tình trạng này còn từng bước tạo dựng cơ sở hạ tầng bền vững.

Tại Hội nghị thường niên của Hiệp hội Tiến bộ Khoa học AAAS tại Washington (Hoa Kỳ), giáo sư Christian Grosse từ Đại học Kỹ thuật Munich (TUM) và các chuyên gia khác đã thảo luận về vật liệu thông minh có thể tự phục hồi.

Vết nứt nhỏ có thể hình thành bên trong các khối bê tông lớn do thường xuyên chịu tải trọng lớn và sự thay đổi nhiệt độ liên tục. Muối và nước xâm nhập vào bê tông và làm hỏng các thành phần của cấu trúc này. Tuy nhiên, các loại vật liệu xây dựng mới có những cơ chế có thể tự sửa chữa.

Ảnh Vật liệu thông minh có khả năng tự phục hồi vết nứt
Sử dụng vật liệu xây dựng thông minh không những khắc phục được các vết nứt
mà còn từng bước tạo dựng cơ sở hạ tầng bền vững

 

Vi khuẩn đóng vai trò như những công nhân xây dựng

Một số loại vi khuẩn tiết ra canxi cacbonat như một phần trong quá trình trao đổi chất. Những nhà khoa học trộn một quả bóng bằng đất sét với các bào tử của vi khuẩn này vào bê tông. Trong trường hợp nước thấm sâu vào bê tông, những vi sinh vật này sẽ hoạt động mạnh và tiết ra canxi cacbonat - một trong những thành phần chính của bê tông, giúp làm liền các vết nứt gãy.

Hydrogel đóng vai trò như chất độn

Hydrogel là polymer thường được sử dụng trong tã giấy, có chức năng hấp thụ độ ẩm. Vật liệu có chứa hydrogel có thể nở to gấp 10 thậm chí 100 lần kích thước ban đầu của nó. Những vết nứt hình thành trong bê tông có thể được chữa lành khi hydrogel tiếp xúc với độ ẩm và giãn nở, ngăn nước xâm nhập sâu hơn vào các vết nứt.

Nhựa Epoxy khiến bê tông cứng hơn

Nhựa Epoxy hay Polyurethane có thể được thêm và trộn vào bê tông. Nếu trong bê tông hình thành vết nứt, những viên nang epoxy vỡ ra và polymer thoát ra ngoài tạo thành một khối cứng, bao phủ lên các vết nứt. Ngoài ra, Epoxy còn có một tác dụng phụ tích cực nữa đó là làm tăng sự ổn định cấu trúc bê tông.