Self-healing Concrete by use of Microencapsulated Bacterial Spores

Khoshdel Sangdeh, Moein (2019) Self-healing Concrete by use of Microencapsulated Bacterial Spores. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
بتن خود ترمیم شونده با استفاده از اسپورهای باکتری میکروکپسوله شده.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Research Aim: Concrete is recognized as a relatively inexpensive material in the world that is increasingly used in the construction industry, but the negative effects of producing the required materials on the environment are significant. The purpose of making Self-healing concrete is to spontaneously seal the cracks created under load without interfering with the concrete after cracking in order to prevent the gaps from widening. Self-healing concrete technology can save several billion euros annually on the maintenance of concrete instruments. Concrete can also be used in areas where they are difficult to maintain and repair without the intervention of manpower. Research method: In this study, bacterial spores of Bacillus Spharicus Were coated with microcapsules and polymer sheets made of polyvinyl alcohol. The coated spores were added to the concrete mortar mixture and after three bending periods, three deliberate cracking points were created and stored in four environments until the crack was restored. Research method: The compressive strength decreased significantly with the increase of the material itself and had a negative effect on the permeability of the mortar samples. According to engineers expecting concrete and relying on the mechanical properties of concrete, especially its compressive strength in construction, researchers are looking for a way to solve the problem of reducing the compressive and tensile strength of concrete after adding Self-healing materials to concrete. The use of polymer sheets made of polyvinyl alcohol to cover spores for retention after being added to the concrete due to its fineness and occupying a small volume of concrete matrix can be a good alternative to other methods to reduce the mechanical properties of concrete such as permeability and resistance. In the samples using polymeric sheets for Self-healing of concrete, the lowest permeability was obtained in the sample containing 2% self-healing materials maintained in dry and wet cycle conditions with water and the highest permeability was in medium, which With 7% of the materials self-healing, the most permeable was obtained Findings: Due to the difference in the amount of recovered area in the samples that can be obtained from polymer sheets and microcapsules, increasing the volume of Self-healing materials caused more deposition and consequently increased area of repaired crack in the specimen, but due to the decrease in compressive strength induced The optimum weight percent for the addition of self-healing materials was 12 and the reduction of initial mortar permeability for mortar was chosen as the optimum weight percent for self-healing materials.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بتن خود ترمیم شونده با استفاده از اسپورهای باکتری میکروکپسوله شده
Persian Abstract: هدف: بتن به عنوان مصالحی محکم و نسبتاً ارزان در دنیا شناخته شده است که کاربرد آن در صنعت ساخت و ساز در حال افزایش است ولی اثرات منفی ناشی از تولید مصالح مورد نیاز آن بر روی محیط زیست قابل ملاحظه است. هدف از ساخت بتن خود ترمیمی این است، که بدون دخالت انسان بتن پس از ترک خوردن، خود به خود شروع به بسته کردن ترکهای به وجود آمده تحت بار بکند؛ تا از بزرگتر شدن شکافها جلوگیری شود. با بهرهگیری از فناوری بتن خودترمیمی میتوان سالانه چندین میلیارد یورو در زمینه نگهداری از سازهای بتنی صرف جویی کرد. همچنین در جاهایی که دسترسی به آنها برای عملیات نگهداری و ترمیم سخت است میتوان بدون دخالت نیروی انسانی از این بتن استفاده کرد. روششناسی پژوهش:در این مطالعه از اسپورهای باکتری باسیلوس اسفاریکوس که به دو روش میکروکپسول و صفحههای پلیمری از جنس پلی ونیل الکل پوشش داده شده بودند استفاده گردید. اسپورهای پوشش داده شده به مخلوط ملات بتن اضافه شده و پس از گذراندن دوره عملآوری توسط دستگاه خمش سه نقطه ترک عمدی در آنها ایجاد شد و در چهار محیط متفاوت تا زمان ترمیم ترک نگهداری شدند. یافتهها: با توجه به انتظار مهندسان از بتن و تیکه بر خصوصیات مکانیکی به خصوص مقاومت فشاری آن در ساختوساز، محققان به دنبال روشی برای رفع مشکل کاهش میزان مقاومت فشاری و کششی بتن پس از افزودن مواد خود ترمیم به بتن هستند، استفاده از صفحههای پلیمری تهیه شده از پلی پنیل الکل برای پوشش دادن اسپور به دلیل ظریف بودن و اشغال حجم کمی از ماتریس بتن میتواند جایگزین روشهای دیگر برای جلوگیری از کاهش خصوصیات مکانیکی بتن نظیر نفوذپذیری و مقاومت فشاری-کششی باشد. در نمونههایی که از صفحههای پلیمری استفاده شد، بیشترین میزان کاهش نفوذپذیری در نمونه با 1۲% مواد خود ترمیم که در شرایط چرخه خشک و مرطوب با آب نگهداری شد، به دست آمد و کمترین میزان کاهش نفوذپذیریها در محیط نگهداری معمولی بود، که نمونه با 8% مواد خود ترمیم بیشترین نفوذپذیری را به خود اختصاص داد. نتیجهگیری: با توجه به اختلاف مقادیر حاصل شده از مساحت ترک ترمیم یافته در نمونههایی که از صفحه پلیمری و میکروکپسول شیشهای استفاده گردید، میتوان دریافت افزایش حجم مواد خود ترمیم باعث رسوب بیشتر و بتع آن افزایش مساحت ترمیم یافته در نمونه شد، اما با در نظر گرفتن کاهش مقاومت فشاری ناشی از افزودن درصد مواد خود ترمیم و کاهش نفوذپذیری اولیه، بهینهترین درصد وزنی برای افزودن مواد خود ترمیم 1۲ % برگزیده شد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Negahdar, AlirezaUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Ghavidel, AkbarUNSPECIFIED
Nematollahzadeh, AliUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 08 Jun 2020 04:30
Last Modified: 08 Jun 2020 04:30
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/11585

Actions (login required)

View Item View Item