مکانیسم‌های شیمیایی- فیزیکی خودترمیمی در بتن‌های اصلاح‌شده با نانومواد: ارائه یک چارچوب تحلیلی مبتنی بر طیف‌سنجی FTIR و Raman با رویکرد بومی‌سازی در صنعت

Abstract

صنعت بتن به عنوان پرمصرف‌ترین ماده ساختمانی جهان، همواره با چالش‌های مرتبط با ترک‌خوردگی و کاهش دوام مواجه بوده است. فناوری خودترمیمی با بهره‌گیری از عوامل التیام‌بخش میکروکپسوله‌شده و نانومواد، نویدبخش افزایش طول عمر سازه‌های بتنی است. با این حال، ارزیابی دقیق مکانیسم‌های شیمیایی حاکم بر فرآیند ترمیم و تمایز بین ترمیم شیمیایی (نظیر واکنش‌های بیولوژیکی منجر به کربناته‌شدن یا پلیمریزاسیون عوامل آلی) از پرشدگی صرفاً فیزیکی[1] ترک‌ها، یک شکاف تحقیقاتی بنیادین است. مقاله حاضر با اتخاذ رویکردی میان‌رشته‌ای میان مهندسی عمران و شیمی تجزیه، به تحلیل داده‌های طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)[2] و طیف‌سنجی رامان (Raman)[3] برای شناسایی و تفکیک مکانیسم‌های خودترمیمی می‌پردازد. به عنوان نوآوری روش‌شناختی، این مقاله یک الگوریتم تشخیص مکانیسم[4] مبتنی بر اثر انگشت شیمیایی ارائه می‌دهد که امکان تعیین کمی نقش نانومواد به عنوان کاتالیزور یا بستر فیزیکی را فراهم می‌آورد. نتایج تحلیل تطبیقی نشان می‌دهد که سامانه‌های ترکیبی نانوسیلیس و گِرافن اکسید، با ارائه هم‌افزایی شیمیایی-فیزیکی، کارایی ترمیم را بهبود می‌بخشند. در پایان، با رویکردی استراتژیک، پتانسیل‌های بومی‌سازی این فناوری در صنعت بتن ایران و چالش‌های شکاف بین پژوهش و صنعت مورد بررسی قرار گرفته است.