روانکنندههای هوشمند نمایانگر یک حوزه پژوهش پیشرفته در زمینه مواد ساختمانی است. این روانکنندهها طراحی شدهاند تا به تغییر شرایط محیطی پاسخ دهند یا خاصیت خودالتیامی نشان دهند، بدین ترتیب میتوانند عمر سازههای بتنی را افزایش و هزینههای نگهداری سازههای بتنی را کاهش دهند.
چند نمونه از روانکنندههای هوشمندی که در حال حاضر در حال توسعه هستند:
1. روانکننده ترمیم کننده: روانکنندههای ترمیم کننده حاوی کپسولهای کوچکی حامل یک عامل ترمیم کننده پلیمری هستند. وقتی ترکی در بتن ایجاد میشود، این کپسولها باز میشوند و محتویات آنها درز و ترکهای ایجاد شده در سازه بتنی را پر میکنند. سپس عامل ترمیم کننده با مؤلفههای بتن واکنش نشان میدهد، سخت میشود تا مادهای را بسازد که ویژگیهای نزدیکی به بتن اطراف دارد. در نتیجه به طور موثر ترک را مهر و موم میکند و از گسترش بیشتر آن جلوگیری میکند. این فرایند خودترمیم کنندگی میتواند به تمدید عمر سازههای بتنی کمک کند و نیاز به نگهداری و تعمیرات مکرر را کاهش دهد.
2.روانکننده پاسخگو: این روانکنندههای هوشمند میتوانند به تغییرات شرایط محیطی، مانند دما یا میزان رطوبت، فشار و ترکیبات شیمیایی بتن پاسخ دهند.
روانکنندههای پاسخگو به دما: این روانکنندهها میتوانند براساس دمای مخلوط بتن، ویژگیهای خود را تغییر دهند. به عنوان مثال، در دمای خاصی، این روانکنندهها میتوانند سیالیت بتن را افزایش دهند، که باعث میشود ریختن و پخش آن آسانتر شود. در مقابل، در دمای دیگری، آنها ممکن است سیالیت را کاهش دهند تا به بتن کمک کنند تا تنظیم و سخت شود. این پاسخگویی میتواند به خصوص در آب و هوایی که دما در طول یک روز بسیار متفاوت است، یا در پروژههایی که بتن در معرض دماهای بالا قرار میگیرد، بسیار مفید باشد.
روانکنندههای پاسخگو به رطوبت: این روانکنندهها میتوانند به محتوای رطوبت در مخلوط بتن واکنش نشان دهند. اگر بتن بیش از حد خشک شود، این روانکنندهها میتوانند آب اضافی را رها کنند تا مخلوط همچنان کارپذیری داشته باشد. برعکس، اگر بتن خیلی خیس باشد، آنها ممکن است آب اضافی را جذب کنند تا پایداری بهینه را حفظ کنند. این به خصوص در محیطهای با رطوبت متغیر، یا هنگام کار با مخلوطهای بتنی که ممکن است خشک شوند یا بیش از حد خیس شوند، مفید است.
3.روانکنندهای فعال بیولوژیک: برخی از روانکنندههای هوشمند بیولوژیکی هستند، به این معنی که با موجودات زیستی تعامل دارند. در این روش، انواع خاصی از باکتریها—معمولا باکتریهای اسپورساز که میتوانند در محیط سخت بتن زنده بمانند—به همراه روانکننده در بتن مخلوط میشوند. این باکتریها میتوانند برای سالها در بتن بهصورت نهفته باقی بمانند.
به همراه باکتریها، نوعی منبع غذایی برای باکتریها، معمولا لاکتات کلسیم، نیز در بتن مخلوط میشود. وقتی ترکی در بتن ایجاد میشود، باکتریها در مواجهه با آب و اکسیژن فعال میشوند. سپس باکتریها لاکتات کلسیم را مصرف میکنند و به عنوان یک فرآورده جانبی سنگ آهک تولید میکنند. سنگ آهک تولید شده ترکهای بتن را پر و مهر و موم میکند.
تنوع روانکنندههای هوشمند نشاندهنده پیشرفت قابل توجه در زمینه مواد ساختمانی است. با این حال، بسیاری از این فناوریها هنوز در مرحله تحقیق و توسعه هستند و برای استفاده تجاری به طور گسترده در دسترس نیستند. برای درک کامل منافع و محدودیتهای آنها، تست وتحقیق و توسعه بیشتری لازم است.
