Osnovna tehnologija: Mehanizam "dijagnoze i liječenja pukotina" mikrobnih kapsula
Srce ovog pametnog materijala leži u njegovom "pre-ugrađenom biološkom sistemu za popravku." Tehnički timovi inkapsuliraju posebno aklimatizirane nutrijente Bacillus subtilis i kalcijum laktat u biorazgradive kapsule natrijum alginata (2-3 mm u promjeru), a zatim ih miješaju u beton sa 20-50 mmkaldrmaagregati u volumnom omjeru od 3%. Kaldrma, kao prirodni agregat visoke{2}}vrste (tlačna čvrstoća veća ili jednaka 120 MPa), pruža osnovnu mehaničku potporu betonu; mikrobne kapsule, poput "uspavanih vojnika za popravku", ravnomjerno se raspoređuju u agregatnim prazninama.
Kada beton razvije pukotine (širine manje od ili jednake 0,5 mm) zbog opterećenja ili promjena temperature, kišnica ili voda za održavanje prodire u pukotine i pokreće degradaciju kapsule, oslobađajući Bacillus subtilis i kalcijev laktat. Sa vlagom i kiseonikom, bakterije se brzo razmnožavaju i metaboliziraju kako bi proizvele kalcijum karbonat (kalcit), formirajući kristalni sloj punjenja u pukotini u roku od 3-7 dana. Ovaj biomineralizirani proizvod, tlačne čvrstoće od 35 MPa, odgovara čvrstoći osnovnog betona, postižući "autonomno zatvaranje pukotina". Laboratorijski podaci pokazuju da sistem postiže stopu popravke od 100% za mikropukotine (širine 0,1-0,3 mm) i preko 90% za pukotine od 0,3-0,5 mm.
Inženjerska validacija: Qingdao Cross-morska praksa "samoiscjeljivanja"
Projekat održavanja Qingdao Jiaozhou Bay Cross-morskog mosta označio je prvu primjenu ove tehnologije-velikih razmjera. Ovaj projekat preko mora od 36,48 km, sa tradicionalnim betonskim dijelovima, razvio je 237 vidljivih pukotina nakon 10 godina rada zbog erozije morske vode i opterećenja vozila, što zahtijeva preko 20 miliona juana godišnje za ručne popravke. 2022. godine, dionice prilaznog mosta su renovirane korištenjem-samozacjeljujućeg kaldrmskog betona, pokrivajući 12.000㎡.
Podaci praćenja nakon-renoviranja pokazuju: nakon 2 godine testiranja plime i temperature, renovirana dionica razvila je samo 19 novih pukotina, od kojih je 17 (89%) samo-zacijelilo u roku od mjesec dana, postižući ukupnu stopu popravke pukotina od 92%. Ispitivanja nosivosti konstrukcije pokazala su da se modul elastičnosti popravljenog betona vratio na 95% svog prvobitnog stanja, daleko premašujući stopu oporavka od 80% tradicionalnih materijala za popravku. Na osnovu ovog trenda, predviđa se da će se životni vijek dijela mosta produžiti sa projektovanih 50 godina na 100 godina, bez potrebe za velikim-ručnim popravkama tokom cijelog vijeka trajanja.
Poređenje troškova: ekonomska revolucija iz perspektive punog-životnog ciklusa
Iako samoiscjeljujući beton od kaldrme košta 15% više od običnog betona od kaldrme (otprilike ¥480/m³ u odnosu na ¥417/m³), njegova prednost u cijeni cijelog-životnog ciklusa je značajna. Uzimajući Qingdao Cross-Morski most kao primjer, tradicionalni betonski dijelovi zahtijevaju velike-popravke naprslina svakih 10 godina, a kumulativni troškovi održavanja dostižu 600 JPY/㎡; sa materijalima koji se samoizliječuju, potrebne su samo 3 osnovne operacije održavanja tokom 100 godina, smanjujući troškove održavanja na ¥240/㎡-smanjenje od 60%.
Za nove projekte, ekonomija je još upečatljivija: lučka brana od 10.000 tona koja koristi ovaj materijal povećava početne troškove izgradnje za otprilike 800.000 JPY, ali štedi preko 5 miliona JPY u troškovima održavanja smanjenjem 8 velikih remonta. Trenutno je tehnologija uključena uSmjernice za primjenu novih materijala u autocestii promoviran je u 12 velikih domaćih infrastrukturnih projekata, postajući mjerilo za inteligentnu gradnju.