Tecnologia bàsica: el mecanisme de "diagnòstic i tractament de crack" de les càpsules microbianes
El cor d'aquest material intel·ligent rau en el seu "sistema de reparació biològica pre-incrustat". Els equips tècnics encapsulen Bacillus subtilis especialment aclimatats i nutrients de lactat de calci en càpsules biodegradables d'alginat de sodi (2-3 mm de diàmetre) i després els barregen amb formigó amb 20-50 mm.llambordesagregats a una proporció de volum del 3%. Els llambordes, com a àrids-naturals d'alta resistència (resistència a la compressió superior o igual a 120 MPa), proporcionen el suport mecànic bàsic del formigó; Les càpsules microbianes, com els "soldats de reparació latents", es distribueixen uniformement als buits agregats.
Quan el formigó desenvolupa esquerdes (amplada inferior o igual a 0,5 mm) a causa dels canvis de càrrega o de temperatura, l'aigua de pluja o de manteniment s'infiltra a les esquerdes i desencadena la degradació de la càpsula, alliberant Bacillus subtilis i lactat de calci. Amb la humitat i l'oxigen, els bacteris es reprodueixen i metabolitzen ràpidament per produir carbonat de calci (calcita), formant una capa d'ompliment cristal·lí a l'escletxa en 3-7 dies. Aquest producte biomineralitzat, amb una resistència a la compressió de 35MPa, coincideix amb la resistència del formigó principal, aconseguint un "tancament autònom d'esquerdes". Les dades del laboratori mostren que el sistema aconsegueix una taxa de reparació del 100% per a microesquerdes (0,1-0,3 mm d'ample) i més del 90% per a esquerdes de 0,3-0,5 mm.
Validació d'enginyeria: pràctica d'"Auto-curació" del pont marítim de Qingdao Cross-
El projecte de manteniment del pont marítim de la creu-de la badia de Qingdao Jiaozhou va suposar la primera aplicació-a gran escala d'aquesta tecnologia. Aquest projecte de 36,48 km-de mar creuat, amb seccions de formigó tradicionals, va desenvolupar 237 esquerdes visibles després de 10 anys de servei a causa de l'erosió de l'aigua de mar i les càrregues de vehicles, i va requerir més de 20 milions de iuans anuals per a reparacions manuals. L'any 2022, les seccions del pont d'aproximació es van renovar amb formigó de llambordes d'-autocuració, que cobria 12.000㎡.
Les dades de monitorització posterior a la-renovació mostren: després de 2 anys de prova de marea i temperatura, la secció renovada només va desenvolupar 19 esquerdes noves, 17 de les quals (89%) es van curar automàticament-en un mes, aconseguint una taxa global de reparació d'esquerdes del 92%. Les proves de capacitat de suport estructural van indicar que el mòdul elàstic del formigó reparat es va recuperar al 95% del seu estat original, superant amb escreix la taxa de recuperació del 80% dels materials de reparació tradicionals. D'acord amb aquesta tendència, es preveu que la vida útil de la secció del pont s'estengui des dels 50 anys dissenyats fins als 100 anys, sense necessitat de reparacions manuals a gran-escala durant tota la seva vida útil.
Comparació de costos: la revolució econòmica des d'una perspectiva de cicle de vida complet-
Tot i que el formigó de llambordes d'auto{0}}curació costa un 15% més que el formigó de llambordes normal (aproximadament 480 ¥/m³ enfront de 417 ¥/m³), el seu avantatge de cost-complet del cicle de vida és important. Prenent com a exemple Qingdao Cross-Sea Bridge, les seccions tradicionals de formigó requereixen reparacions d'esquerdes a gran-escala cada 10 anys, amb costos de manteniment acumulats que arriben als 600 ¥/㎡; amb materials d'autoreparació-, només es necessiten 3 operacions de manteniment bàsiques durant 100 anys, reduint els costos de manteniment a 240 ¥/㎡-una disminució del 60%.
Per als nous projectes, l'economia és encara més sorprenent: una presa portuària de 10.000 tones que utilitza aquest material augmenta els costos inicials de construcció en aproximadament 800.000 ¥, però estalvia més de 5 milions de ¥ en costos de manteniment reduint 8 revisions importants. Actualment, la tecnologia està inclosa en elDirectrius per a l'aplicació de nous materials a l'enginyeria de carreteresi s'ha impulsat en 12 grans projectes d'infraestructures domèstiques, convertint-se en un referent de la construcció intel·ligent.