Pagrindinė technologija: mikrobų kapsulių „įtrūkimų diagnostikos ir gydymo“ mechanizmas
Šios išmaniosios medžiagos esmė slypi jos „iš anksto{0}}įterptoje biologinio atkūrimo sistemoje“. Techninės komandos apkapsuliuoja specialiai aklimatizuotas Bacillus subtilis ir kalcio laktato maistines medžiagas į biologiškai skaidomas natrio alginato kapsules (2-3 mm skersmens), tada įmaišo jas į betoną su 20-50 mm.trinkelėmisagregatai 3 % tūrio santykiu. Trinkelės, kaip natūralūs didelio stiprumo užpildai (gniuždymo stipris, didesnis nei 120 MPa arba lygus jai), suteikia pagrindinę betono mechaninę atramą; mikrobų kapsulės, kaip „miegantys remonto kareiviai“, tolygiai pasiskirsto suvestiniuose tarpeliuose.
Kai dėl apkrovos ar temperatūros pokyčių betone atsiranda įtrūkimų (plotis mažesnis arba lygus 0,5 mm), lietaus vanduo arba priežiūros vanduo prasiskverbia į įtrūkimus ir sukelia kapsulės degradaciją, išskirdamas Bacillus subtilis ir kalcio laktatą. Su drėgme ir deguonimi bakterijos greitai dauginasi ir metabolizuojasi, kad susidarytų kalcio karbonatas (kalcitas), kuris per 3-7 dienas plyšyje suformuoja kristalinį užpildymo sluoksnį. Šis biomineralizuotas produktas, kurio gniuždymo stipris yra 35 MPa, atitinka pagrindinio betono stiprumą, todėl pasiekiamas „autonominis plyšių uždarymas“. Laboratoriniai duomenys rodo, kad sistema pasiekia 100% mikroįtrūkimų (0,1–0,3 mm pločio) ir daugiau nei 90% 0,3–0,5 mm įtrūkimų.
Inžinerinis patvirtinimas: Qingdao Cross{0}}Jūros tilto „savęs{1}}gydymo“ praktika
Čingdao Jiaozhou įlankos kryžiaus{0}}jūros tilto priežiūros projektas buvo pirmasis didelio masto{1}} šios technologijos pritaikymas. Šiame 36,48 km ilgio-jūros projekte su tradicinėmis betoninėmis atkarpomis po 10 eksploatavimo metų atsirado 237 matomi įtrūkimai dėl jūros vandens erozijos ir transporto priemonių apkrovų, todėl rankiniam remontui kasmet reikia daugiau nei 20 mln. juanių. 2022 m. jo privažiavimo tilto atkarpos buvo atnaujintos naudojant savaime{10}}gyjantį trinkelių betoną, apimantį 12 000 ㎡.
Stebėsenos duomenys po-renovacijos rodo: po 2 metų potvynių ir temperatūros bandymų atnaujintoje dalyje atsirado tik 19 naujų įtrūkimų, iš kurių 17 (89 %) savaime-užgijo per mėnesį, o bendras įtrūkimų atstatymo rodiklis siekė 92 %. Konstrukcinės laikomosios galios bandymai parodė, kad suremontuoto betono tamprumo modulis atsigavo iki 95% pradinės būklės, o tai gerokai viršija tradicinių remonto medžiagų 80% atsistatymo rodiklį. Remiantis šia tendencija, numatoma, kad tilto sekcijos eksploatavimo trukmė pailgės nuo suprojektuotų 50 metų iki 100 metų ir per visą jos eksploatavimo laiką nereikės didelio{13}}masto remonto rankiniu būdu.
Išlaidų palyginimas: ekonominė revoliucija iš viso{0}}gyvenimo ciklo perspektyvos
Nors savaime{0}}gyjantis trinkelių betonas kainuoja 15 % daugiau nei įprastas trinkelių betonas (maždaug 480 ¥/m³, palyginti su 417 ¥/m³), jo viso -gyvenimo ciklo sąnaudų pranašumas yra reikšmingas. Pavyzdžiui, Čingdao kryžiaus{6}}jūros tiltas, tradicinėse betoninėse atkarpose kas 10 metų reikia remontuoti didelio masto-įtrūkimus, o bendros priežiūros išlaidos siekia 600 ¥/㎡; naudojant savaime{10}}gyjančias medžiagas, per 100 metų reikia atlikti tik 3 pagrindines priežiūros operacijas, todėl priežiūros išlaidos sumažinamos iki ¥240/㎡-, taigi 60 %.
Naujų projektų ekonomika dar labiau stebina: 10 000 tonų sverianti uosto užtvanka, kurioje naudojama ši medžiaga, padidina pradines statybos išlaidas maždaug 800 000 ¥, bet sutaupo daugiau nei 5 mln. ¥ priežiūros išlaidų, nes sumažinamas 8 kapitalinis remontas. Šiuo metu technologija įtraukta įNaujų medžiagų naudojimo greitkelių inžinerijoje gairėsir buvo skatinamas 12 didelių vidaus infrastruktūros projektų, tapdamas pažangios statybos etalonu.