رویکردهای نوین در مهندسی عمران

رویکردهای نوین در مهندسی عمران

سازه‌های خودترمیم‌شونده: آینده‌ مهندسی سازه با مصالح هوشمند

نوع مقاله : علمی-ترویجی

نویسندگان
گروه عمران ، دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه آزاد اسلامی ،واحد مشهد ، ایران
چکیده
با افزایش فشارهای وارده بر زیرساخت‌های عمرانی و هزینه‌های بالای نگهداری، نیاز به مصالحی که بتوانند آسیب‌های سازه‌ای را به‌صورت خودکار ترمیم کنند، بیش از پیش احساس می‌شود. سازه‌های خودترمیم‌شونده با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین مانند میکروکپسول‌های شیمیایی، باکتری‌های کلسیت‌ساز، نانوذرات، پلیمرهای حافظه‌دار و سیستم‌های زیستی، گام مهمی در جهت ارتقاء پایداری، کاهش هزینه‌های تعمیرات و افزایش عمر مفید سازه‌ها برداشته‌اند.
این مقاله ترویجی با هدف معرفی و تبیین مفاهیم نوین در حوزه‌ی مصالح و سازه‌های خودترمیم‌شونده، ضمن مروری بر مکانیسم‌های مختلف خودترمیمی، به بررسی مزایا، چالش‌ها و کاربردهای آن در پروژه‌های عمرانی می‌پردازد. همچنین با اشاره به برخی تجربیات موفق جهانی و آینده‌پژوهی در این حوزه، سعی دارد دیدگاه روشنی نسبت به افق‌های پیش‌روی مهندسی عمران ارائه دهد. فناوری‌های خودترمیمی، نه‌تنها مفهومی نو در مصالح ساختمانی هستند، بلکه نشان‌دهنده‌ی گذار از «سازه‌های مقاوم» به سوی «سازه‌های هوشمند و تطبیق‌پذیر» می‌باشند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1-Firoozi, A. A., Akbarzadeh, H., & Taghavipour, A. (2024). Emerging trends in damage tolerance assessment: A review of smart materials and self-repairable structures. Journal of Smart Materials and Structures, 33(1), 112–130.
2- Mihashi, H., & Nishiwaki, T. (2012). Development of engineered self-healing and self-repairing concrete—State-of-the-art report. Journal of Advanced Concrete Technology, 10(5), 170–184.
3- Amran, Y. M., Farzadnia, N., Ali, M. M. A., & Huseien, G. F. (2022). Self-healing concrete as a prospective construction material: A review. Materials, 15(9), 3214.
4-Das, S., Bairagi, S., & Ghosh, S. (2019). Smart self-healing and self-sensing cementitious composites: A review. ASME Journal of Civil Engineering Materials, 8(3), 554–576.
5- Li, V. C., & Herbert, E. N. (2012). Robust self-healing concrete for sustainable infrastructure. Journal of Advanced Concrete Technology, 10(6), 207–218.
6-Barbu, C., & Stoian, D. (2021). Innovative technologies in constructions: Self-repairing concrete used in road infrastructure. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 664(1), 012082.
7-Shah, K. W., & Huseien, G. F. (2020). Biomimetic self-healing cementitious construction materials: A review. Inventions, 5(4), 47.
8-Nguyen, H. T., Tran, N. H., & Hoang, T. D. (2023). Integration of SHM systems with self-healing concrete: A path to resilient infrastructure. ACS Chemical Reviews, 123(15), 5587–5601.
9-Naqvi, S. M. O., & Raza, M. D. (2025). Encapsulation technologies in self-healing concrete: Advancements, challenges, and future directions. ResearchGate.
10-Vedrtnam, A., Gunwant, D., & Kalauni, K. (2025). Experimental and numerical study on sustainable post-fire repair of concrete structures using bacterial self-healing mechanisms. Construction and Building Materials, Elsevier.