بررسی استفاده از باکتری باسیلوس ساب تیلیس در ترمیم بتن‌های خودترمیم شونده

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم وصنعت ایران، تهران، ایران

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

ترک‌های کوچک در بتن ممکن است با گذر زمان تبدیل به ترک‌های بزرگ شده و منجر به کاهش عمر مفید سازه‌های بتنی گردند. بنابراین باید سرعت رشد و گسترش ترک‌ها را محدود کرد. ترمیم ترک در بتن یکی از راه‌های موثر برای جلوگیری از گسترش‌ ترک‌ها می‌باشد به همین دلیل از گذشته تا کنون روش‌های مختلفی برای ترمیم ترک‌های ایجاد شده بر روی بتن در اث عوامل مختلف بررسی ومقایسه شده‌اند. این پژوهش یک روش بیولوژیکی برای بهبود اثر خودترمیم شوندگی تیرهای بتنی توسط فعالیت میکروبی باکتری باسیلوس ساب تیلیس را ارائه می‌دهد. در این پژوهش خودترمیمی شوندگی با تزریق باکتری باسیلوس توسط سرنگ انسولین به داخل ترک آغاز می‌گردد. به همین منظور 6عدد تیر بتنی با ابعاد 15×15×120 سانتی متر ساخته شدند و خاصیت خودترمیم شوندگی با ایجاد ترک از طریق اعمال بار استاتیکی پیچشی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت.در پایان با توجه به لنگر پیچشی نهایی تیرها این نتیجه گرفته شد که تیر ترمیم شده با این روش ظرفیت پیچشی نمونه شاهد اولیه را 93.13 درصد افزایش داده و ظرفیت پیچشی تیر ترک خورده را نیز 7.6 برابر کرده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of the use of Bacillus subtilis bacteria in the repair of self-healing concretes

نویسندگان [English]

  • Mohadeseh Anbarlouie 1
  • Mahdi Mahdikhani 2
1 Faculty of Civil Engineering, Iran university of science and technology, Tehran, Iran.
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Technical & Engineering, Imam Khomeini International University (IKIU), Qazvin, Iran
چکیده [English]

Small cracks in concrete may turn into large cracks over time, reducing the useful life of concrete structures. Therefore, the rate of growth and expansion of cracks should be limited. Repairing cracks in concrete is one of the effective ways to prevent the spread of cracks. Therefore, from the past until now, different methods for repairing cracks created on concrete due to different factors have been studied and compared. This study presents a biological method to improve the self-healing effect of concrete beams by the microbial activity of Bacillus subtilis. In this study, self-healing begins with the injection of Bacillus bacteria through an insulin syringe into the crack. For this purpose, 6 concrete beams with dimensions of 15 × 15 × 120 cm were made and the self-healing property by creating cracks by applying static torsional load was evaluated. In the end, according to the final torsional anchor of the beams, this result was obtained. The beam repaired with this method has increased the torsional capacity of the original control sample by 93.13% and the torsional capacity of the cracked beam has increased 7.6 times.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bacillus subtilis
  • self-healing concrete
  • torsion
[1]       Morshed, R. and Zeraatiyan M.S., 2018, "Self-healing concrete", Third concrete conference of Iran, Tehran, Iran.
[2]       Chen, H., Qian, C. and Huang, H., 2016. Self-healing cementitious materials based on bacteria and nutrients immobilized respectively. Construction and Building Materials, 126, pp.297-303.
[3]       Luo, M. and Qian, C., 2016. Influences of bacteria-based self-healing agents on cementitious materials hydration kinetics and compressive strength. Construction and Building Materials, 121, pp.659-663.
[4]       Luo, M., Qian, C.X. and Li, R.Y., 2015. Factors affecting crack repairing capacity of bacteria-based self-healing concrete. Construction and building materials, 87, pp.1-7.
[5]       Wang, J.Y., Snoeck, D., Van Vlierberghe, S., Verstraete, W. and De Belie, N., 2014. Application of hydrogel encapsulated carbonate precipitating bacteria for approaching a realistic self-healing in concrete. Construction and Building Materials, 68, pp.110-119.
[6]       Xu, J. and Yao, W., 2014. Multiscale mechanical quantification of self-healing concrete incorporating non-ureolytic bacteria-based healing agent. Cement and concrete research, 64, pp.1-10
[7]       Williams, S.L., Kirisits, M.J. and Ferron, R.D., 2017. Influence of concrete-related environmental stressors on biomineralizing bacteria used in self-healing concrete. Construction and Building Materials, 139, pp.611-618.
[8]       Wiktor, V. and Jonkers, H.M., 2011. Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete. Cement and Concrete Composites, 33(7), pp.763-770.
[9]       Jonkers, H.M., Thijssen, A., Muyzer, G., Copuroglu, O. and Schlangen, E., 2010. Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete. Ecological engineering, 36(2), pp.230-235.