Een team van de Universitat Politècnica de València (UPV) en de Politecnico di Milano heeft nieuwe ultraresistente en zelfherstellende betonmaterialen ontworpen. Ze hebben 30% meer duurzaamheid in vergelijking met conventioneel hoogwaardig beton in scheursituaties. In het geval van een scheur, het kan zichzelf automatisch herstellen dankzij de toepassing van zelfherstellende technieken.

"Deze eigenschappen zijn vooral mogelijk dankzij het ontwerp van het mengsel en het gebruik van componenten zoals kristallijne additieven, aluminiumoxide nanovezels en cellulose nanokristallen, die het vermogen van het materiaal om zichzelf te herstellen kunnen verbeteren", zegt Pedro Serna, onderzoeker van het Instituut voor Concrete Wetenschap en Technologie (ICITECH) van de Universitat Politècnica de València.

Een ander voordeel van deze nieuwe cementgebonden materialen is de vermindering van zowel gewoon als buitengewoon onderhoudswerk, de gebruikelijke limieten (50 jaar) van de huidige ontwerpcodes kunnen overschrijden. Wat hun aanvragen betreft, ze zijn bijzonder geschikt voor infrastructuren die onderhevig zijn aan extreem agressieve omgevingen, zoals constructies die zich in of nabij de zee bevinden, en ook voor geothermische centrales.

"In dit project laten we zien hoe de duurzaamheid van cementachtige materialen een kenmerk wordt dat kan worden ontworpen door de synergie tussen de samenstelling van het materiaal en de structurele conceptie. We hebben nieuwe cementachtige verbindingen ontworpen en testen met de capaciteit voor structurele zelf- reparatie in de kraakfase, wat de gebruikelijke toestand is waarmee een structuur van gewapend beton wordt geconfronteerd", wijst op Marta Roig Flores, onderzoeker bij ICITECH.

Op deze manier, ResHEALience vertegenwoordigt een verandering van het concept van duurzaamheid van het materiaal, opgevat als passieve bescherming tegen externe agressies, naar een "actieve" visie op hetzelfde.

Getest in zes grootschalige pilotstructuren

In de validatiefase de ultrasterke cementachtige verbindingen die in het project zijn ontwikkeld, zijn gebruikt om zes grootschalige proefstructuren te bouwen die momenteel worden geanalyseerd onder reële structurele bedrijfsomstandigheden. Twee ervan bevinden zich in de Valenciaanse Gemeenschap (een vlotter ontworpen voor drijvende windtorens, gebouwd in samenwerking met Rover Maritime en de UPV, die is geïnstalleerd in de haven van Sagunt, en een vlot voor mosselen, geïnstalleerd in de haven van València door het Valenciaanse bedrijf DRC), plus twee in Italië, één in Ierland en één in Malta.

Deze constructies worden voortdurend bewaakt met UPV-technologie, specifiek, door middel van een uitgebreid netwerk van sensoren onder toezicht van een team van het IDM Institute, die het mogelijk maakt om hun prestaties in de tijd te verifiëren. Het is een op zichzelf staand sensorsysteem, geconfigureerd als een elektronische tong, die realtime en continue informatie geeft over de duurzaamheid van de constructie. In aanvulling, het helpt het risico op corrosie en de aanwezigheid van agressieve middelen die constructies kunnen aantasten, vast te stellen.

"Deze gegevens stellen de experts in het veld in staat om de goede staat van de constructies te verifiëren, of, zoals de situatie mag zijn, de nodige maatregelen te nemen om te voorkomen dat de schade verergert, door gebruik te maken van de meest geschikte, zuinig, en minder aangetaste methode van bescherming of reparatie van de werking van de constructie", legt Juan Soto uit, een onderzoeker aan het IDM Instituut (Universitat Politècnica de València).