Osnovna tehnologija: mehanizem "diagnoze in zdravljenja razpok" mikrobnih kapsul
Srce tega pametnega materiala je v njegovem "pred-vdelanem biološkem sistemu popravljanja." Tehnične ekipe inkapsulirajo posebej aklimatizirana hranila Bacillus subtilis in kalcijev laktat v biološko razgradljive kapsule natrijevega alginata (premera 2-3 mm), nato pa jih vmešajo v beton z debelino 20-50 mm.tlakovecagregatov v prostorninskem razmerju 3%. Tlakovci kot naravni visoko{2}}trdni agregati (tlačna trdnost večja ali enaka 120MPa) zagotavljajo osnovno mehansko oporo betonu; mikrobne kapsule, kot »mirujoči vojaki za popravilo«, se enakomerno porazdelijo v vrzeli agregata.
Ko v betonu nastanejo razpoke (širine manj kot ali enake 0,5 mm) zaradi obremenitve ali temperaturnih sprememb, deževnica ali voda za vzdrževanje prodre v razpoke in sproži razgradnjo kapsule, pri čemer se sprostita Bacillus subtilis in kalcijev laktat. Z vlago in kisikom se bakterije hitro razmnožujejo in presnavljajo, da proizvedejo kalcijev karbonat (kalcit), ki tvori kristalno polnilno plast v razpoki v 3-7 dneh. Ta biomineraliziran izdelek s tlačno trdnostjo 35 MPa se ujema s trdnostjo osnovnega betona in dosega "avtonomno zapiranje razpok". Laboratorijski podatki kažejo, da sistem doseže 100-odstotno stopnjo popravila za mikrorazpoke (0,1–0,3 mm široke) in več kot 90 % za 0,3–0,5 mm razpoke.
Inženirska validacija: Praksa »samo-zdravljenja« Qingdao Cross-Sea Bridge
Projekt vzdrževanja Qingdao Jiaozhou Bay Cross-Sea Bridge je zaznamoval prvo-uporabo te tehnologije v velikem obsegu. Ta 36,48 km dolg-morski projekt s tradicionalnimi betonskimi odseki je po 10 letih delovanja povzročil 237 vidnih razpok zaradi erozije z morsko vodo in obremenitev vozil, kar zahteva več kot 20 milijonov juanov letno za ročna popravila. Leta 2022 so bili njegovi odseki pristopnega mostu prenovljeni s-samozdravljivim betonom iz tlakovcev, ki pokriva 12.000 ㎡.
Podatki spremljanja-po prenovi kažejo: po 2 letih preskusa plime in temperature je na prenovljenem odseku nastalo samo 19 novih razpok, od katerih se jih je 17 (89 %) samo{5}}zacelilo v enem mesecu, kar je doseglo skupno stopnjo popravila razpok 92 %. Preizkusi strukturne nosilnosti so pokazali, da se je modul elastičnosti popravljenega betona povrnil na 95 % prvotnega stanja, kar je daleč preseglo 80-odstotno stopnjo obnovitve tradicionalnih materialov za popravilo. Na podlagi tega trenda se predvideva, da se bo življenjska doba odseka mostu podaljšala s projektiranih 50 let na 100 let, brez potrebe po obsežnih-ročnih popravilih v celotni življenjski dobi.
Primerjava stroškov: gospodarska revolucija z vidika celotnega-življenjskega cikla
Čeprav samozdravljivi beton iz tlakovcev stane 15 % več kot navaden beton iz tlakovcev (približno 480 ¥/m³ v primerjavi s 417 ¥/m³), je njegova stroškovna prednost v-življenjskem ciklu pomembna. Če za primer vzamemo Qingdao Cross-Sea Bridge, tradicionalni betonski odseki zahtevajo obsežna-popravila razpok vsakih 10 let, pri čemer kumulativni stroški vzdrževanja dosegajo 600 JPY/㎡; s samo{10}}materiali za samozdravljenje so v 100 letih potrebni samo 3 osnovni vzdrževalni postopki, kar zmanjša stroške vzdrževanja na 240 JPY/㎡-kar je 60-odstotno znižanje.
Pri novih projektih je ekonomičnost še bolj osupljiva: 10.000-tonski pristaniški jez z uporabo tega materiala poveča začetne stroške gradnje za približno 800.000 ¥, vendar prihrani več kot 5 milijonov ¥ pri stroških vzdrževanja z zmanjšanjem 8 večjih remontov. Trenutno je tehnologija vključena vSmernice za uporabo novih materialov v gradnji avtocestin je bil promoviran v 12 velikih domačih infrastrukturnih projektih, s čimer je postal merilo za inteligentno gradnjo.