Teknologi Inti: Mekanisme "Diagnosis dan Perawatan Retakan" pada Kapsul Mikroba
Inti dari materi cerdas ini terletak pada "-sistem perbaikan biologis yang sudah tertanam sebelumnya". Tim teknis merangkum nutrisi Bacillus subtilis dan kalsium laktat yang telah diadaptasi secara khusus dalam kapsul natrium alginat yang dapat terurai secara hayati (diameter 2-3 mm), kemudian mencampurkannya ke dalam beton dengan ukuran 20-50 mm.batu besaragregat pada rasio volume 3%. Batu bulat, sebagai agregat alami berkekuatan tinggi-(kuat tekan lebih besar dari atau sama dengan 120MPa), memberikan dukungan mekanis dasar pada beton; kapsul mikroba, seperti "tentara perbaikan yang tidak aktif", didistribusikan secara merata di celah agregat.
Ketika beton mengalami retakan (lebar kurang dari atau sama dengan 0,5 mm) karena beban atau perubahan suhu, air hujan atau air pemeliharaan merembes ke dalam retakan dan memicu degradasi kapsul, melepaskan Bacillus subtilis dan kalsium laktat. Dengan kelembapan dan oksigen, bakteri dengan cepat berkembang biak dan bermetabolisme untuk menghasilkan kalsium karbonat (kalsit), membentuk lapisan pengisi kristal pada retakan dalam waktu 3-7 hari. Produk biomineralisasi ini, dengan kekuatan tekan 35MPa, menyamai kekuatan beton induk, sehingga mencapai "penutupan retakan secara otonom". Data laboratorium menunjukkan sistem mencapai tingkat perbaikan 100% untuk retakan mikro (lebar 0,1-0,3 mm) dan lebih dari 90% untuk retakan 0,3-0,5 mm.
Validasi Teknik: Praktik-Penyembuhan Diri{1}}Jembatan Laut Qingdao
Proyek pemeliharaan Jembatan Laut-Seberangan Teluk Qingdao Jiaozhou menandai penerapan-skala besar pertama dari teknologi ini. Proyek lintas-laut sepanjang 36,48 km ini, dengan bagian beton tradisional, menimbulkan 237 retakan yang terlihat setelah 10 tahun digunakan karena erosi air laut dan muatan kendaraan, yang memerlukan lebih dari 20 juta yuan per tahun untuk perbaikan manual. Pada tahun 2022, bagian jembatan pendekatannya direnovasi menggunakan-beton batu bulat yang dapat diperbaiki sendiri, seluas 12.000㎡.
Data pemantauan-pasca renovasi menunjukkan: setelah 2 tahun uji pasang surut dan suhu, bagian yang direnovasi hanya menghasilkan 19 retakan baru, 17 di antaranya (89%) sembuh sendiri-dalam waktu satu bulan, sehingga mencapai tingkat perbaikan retakan secara keseluruhan sebesar 92%. Uji daya dukung struktur menunjukkan modulus elastisitas beton yang diperbaiki pulih hingga 95% dari keadaan semula, jauh melebihi tingkat pemulihan 80% bahan perbaikan tradisional. Berdasarkan tren ini, masa pakai bagian jembatan diperkirakan akan meningkat dari 50 tahun yang dirancang menjadi 100 tahun, tanpa memerlukan{13}}perbaikan manual skala besar sepanjang masa pakainya.
Perbandingan Biaya: Revolusi Ekonomi dari-Perspektif Siklus Hidup Penuh
Meskipun biaya-beton batu bulat yang dapat diperbaiki sendiri harganya 15% lebih mahal dibandingkan beton batu bulat biasa (kira-kira ¥480/m³ vs ¥417/m³), keunggulan biaya-siklus masa pakainya sangat signifikan. Dengan mengambil contoh Jembatan Laut-Penyeberangan Qingdao, bagian beton tradisional memerlukan-perbaikan retakan skala besar setiap 10 tahun, dengan biaya pemeliharaan kumulatif mencapai ¥600/㎡; dengan-bahan penyembuhan mandiri, hanya diperlukan 3 operasi pemeliharaan dasar selama 100 tahun, sehingga mengurangi biaya pemeliharaan hingga ¥240/㎡-penurunan sebesar 60%.
Untuk proyek-proyek baru, dampak ekonominya bahkan lebih mengejutkan: bendungan pelabuhan seberat 10.000 ton yang menggunakan bahan ini meningkatkan biaya konstruksi awal sekitar ¥800.000 namun menghemat lebih dari ¥5 juta biaya pemeliharaan dengan mengurangi 8 perbaikan besar. Saat ini, teknologi tersebut termasuk dalamPedoman Penerapan Material Baru dalam Rekayasa Jalan Rayadan telah dipromosikan di 12 proyek infrastruktur besar dalam negeri, menjadi tolok ukur konstruksi cerdas.