टूटे हुए सूक्ष्मकैप्सूल: स्वयं-मरम्मत करने वाले कंक्रीट की अकिलीज़ एड़ी

एक बुद्धिमान वायाडक्ट, जिसे कैल्शियम लैक्टेट में एनकैप्सुलेटेड बैक्टीरिया के माध्यम से अपनी दरारों को ठीक करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, अपने उद्देश्य में विफल रहा। दरारें ठीक नहीं हुईं, और कंक्रीट ने अपनी स्व-मरम्मत क्षमता खो दी। इंजीनियरों को जिस प्रश्न का उत्तर देना है वह यह है कि क्या डालने के दौरान माइक्रोकैप्सूल समय से पहले टूट गए या क्या सामग्री की सरंध्रता ने जैविक सक्रियण को रोक दिया।

माइक्रोटोमोग्राफी और परिमित तत्वों द्वारा फोरेंसिक निदान 🧪

इस विफलता को हल करने के लिए, एक बहु-विषयक कार्यप्रवाह का उपयोग किया गया। पहले, VGSTUDIO MAX ने एक्स-रे माइक्रोटोमोग्राफी डेटा को संसाधित किया, जिससे दरारों और एम्बेडेड कैप्सूल का 3D वॉल्यूमेट्रिक मॉडल तैयार हुआ। इस विश्लेषण से पता चला कि कंक्रीट के फ्रैक्चर होने से पहले ही 30% कैप्सूल टूट चुके थे, जिससे हीलिंग एजेंट समय से पहले निकल गया। बाद में, अवशिष्ट तनावों का अनुकरण करने के लिए ज्यामिति को Ansys में निर्यात किया गया। परिमित तत्व सिमुलेशन ने पुष्टि की कि सेटिंग के दौरान यांत्रिक थकान और प्लास्टिक संकोचन ने कैप्सूल की दीवारों में 12 MPa से अधिक तनाव शिखर उत्पन्न किए, जो उनकी फ्रैक्चर सीमा से अधिक था।

मिश्रित सामग्रियों में थकान सिमुलेशन के लिए सबक 🔧

सतही विकृतियों के विश्लेषण के लिए GOM Inspect और चक्रीय थकान सिमुलेशन के लिए Ansys के संयोजन ने उच्च सरंध्रता वाले क्षेत्रों को कैप्सूल के टूटने से सहसंबंधित करना संभव बनाया। विफलता बैक्टीरिया की नहीं, बल्कि कंटेनर की थी। यह मामला दर्शाता है कि स्व-मरम्मत करने वाली सामग्रियों में समय से पहले विफलता से बचने के लिए 3D सिमुलेशन के माध्यम से माइक्रोकैप्सूल का संरचनात्मक सत्यापन महत्वपूर्ण है। निर्माण स्थल पर आवेदन से पहले बलि सामग्री की थकान का मॉडल तैयार किया जाना चाहिए।

स्व-मरम्मत करने वाले कंक्रीट वाले वायाडक्ट के परिमित तत्व सिमुलेशन में, जब माइक्रोकैप्सूल चक्रीय थकान से टूट जाते हैं और कैल्शियम लैक्टेट समय के साथ असमान रूप से निकलता है, तो जीवाणु सक्रियण गतिकी का मॉडल कैसे बनाया जाए?

(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी होती है।)