|
|
|
|
Ook:
self healing material (SHM), autonomic healing concept,
scheurhelend materiaal.
Zelfherstellend materiaal is materiaal
dat de "ingebouwde" mogelijkheid heeft bij een (geringe)
beschadiging zichzelf te herstellen. Het gaat hier om het automatisch
herstellen van bijvoorbeeld kunststof, composieten,
beton, metaal of coatings
wanneer er een kleine beschadiging is in het materiaal is opgetreden.
De eerste afbeelding onder toont de methode van zelfherstellende materialen in
een composietmateriaal. De herstellende stof die in bolletjes van ca.
100 micron in het materiaal is ingebed is bijvoorbeeld dicyclopentadiene (DCPD)
in een dichtheid tussen de 15 en 30 per cm3. Bij scheurtjes in het
materiaal scheuren ook de bolletjes waardoor de "lijm"
vrijkomt, deze vult het scheurtje en door de katalysator vindt
uitharding plaats.
De TU Delft heeft zelfherstellend beton gemaakt met behulp van bacteriën. Dit beton
bevat bacteriën die actief worden zodra zij in aanraking komen met water en
zuurstof, dus wanneer er een scheur in het beton ontstaat en er water naar
binnensijpelt. De bacteriën produceren met behulp van water en zuurstof kalk en
doen dat zolang er water en zuurstof aanwezig is. Wanneer de scheur voldoende
kalk bevat om geen water en zuurstof toe te laten, is het beton
"hersteld", d.w.z. er kan geen water en zuurstof meer in het beton
treden en het wapeningsstaal aantasten. Dit proces werkt (nog) niet bij grotere
scheuren. (Dit type beton, met bacteriën, wordt ook wel eens biologisch
beton genoemd, maar dat is ook de benaming voor het type beton waar mossen
e.d. beter op hechten.)
Het bedrijf Basilisk
heeft, voortbouwend op de ervaringen van de TU Delft, een zelfhelend materiaal
gemaakt op basis van bacteriën, met het benodigde voedsel, dat opgenomen is in
een thermoplastische polymeer (PLA, polyactic acid, polymelkzuur). Op die manier
zijn verschillende toepassingen mogelijk om scheuren in beton te herstellen
(nat, droog, reparatie, verschillende scheurdiktes). Het zelfherstellend
materiaal kan curatief worden aangebracht (nadat scheuren zijn ontstaan),
maar uiteraard ook preventief werken (bijvoorbeeld vermengd in de
betonmortel of, als dat niet kan, in de toplaag).
Voor de bouw kunnen zelfherstellende materialen interessant zijn,
zeker op plaatsen waar moeilijk onderhoud en herstel kan plaatsvinden.
Een mogelijk nadeel is dat het zelfherstellende karakter pas na een aantal jaren
interessant wordt en de meerkosten van zelfherstellende materialen bij
nieuwbouw wellicht in de overweging worden meegenomen (de meerkosten
van herstelwerk negerend).
optreden van scheurvorming en het resultaat van zelfherstellend beton (coen hagedoorn bouwgroep): (a) vlak na optreden scheur:  |
(b) bacteriën zetten met behulp van water en zuurstof kalk af in de dunnere scheuren (< 180 mu):  |
de methode van een zelfherstellend composiet waar microcapsules met een herstellende stof aan is toegevoegd, die bij een beschadiging vrijkomt (afbeelding university of illinois):  |
zelfherstellend materiaal, gebroken korrel brengt herstellend materiaal in de materie (afbeelding university of illinois):  |
zelfherstellend materiaal, asfaltbitumen, ing. wim vandenbergh (artesis plantijn hogeschool antwerpen):  |
Voor de methode, publicaties e.d. van zelfherstellende kunststoffen zie vooral de
site Autonamous
Materials Systems van de University of Illinois. Prof. Scott White van deze
universiteit heeft met zijn team self healing materials duidelijk in de publiciteit gebracht.
Documentatie
- Zelfherstellend
betonmortel (van Basilisk)
- Zelfherstellend reparatiesysteem vloeibaar (van Basilisk)
Met dank aan o.m. Basilisk
self healing concrete,
Artesis
Plantijn en AsfaltBlij.
Verg. carbonatatie; schelpkalkmortel
heeft ook een zelfherstellend vermogen.
Eng.
self healing material (SHM), autonomic healing concept