الخرسانة ذاتية الالتئام ودورها في تعزيز استدامة البنى التحتية الحديثة
Self-Healing Concrete and Its Role in Enhancing the Sustainability of Modern Infrastructure
مصطفى جبار عبد الله
:الهندسة الطبية الحيوية والذكاء الاصطناعي
:قسم الهندسة المدنية – كلية الهندسة – جامعة بغداد
mustafa.j.abdullah.civil@gmail.com
المستخلص
تُعد الخرسانة من أكثر المواد الإنشائية استخدامًا في مشاريع البنى التحتية الحديثة، إلا أن تعرضها المستمر للتشققات والعوامل البيئية المختلفة يؤدي إلى تدهور خصائصها الميكانيكية وتقليل عمرها الافتراضي، الأمر الذي يفرض تكاليف مرتفعة للصيانة والإصلاح. ومن هذا المنطلق ظهرت الخرسانة ذاتية الالتئام بوصفها إحدى التقنيات الحديثة التي تهدف إلى معالجة التشققات تلقائيًا وتحسين استدامة المنشآت الخرسانية. ويهدف هذا البحث إلى دراسة مفهوم الخرسانة ذاتية الالتئام وآليات عملها، وتحليل دورها في تعزيز استدامة البنى التحتية الحديثة وتقليل التأثيرات البيئية والاقتصادية الناتجة عن أعمال الصيانة التقليدية. كما يناقش البحث أهم التقنيات المستخدمة في الخرسانة ذاتية الالتئام، مثل استخدام البكتيريا المنتجة لكربونات الكالسيوم، والمواد البوليمرية، والكبسولات الدقيقة التي تحتوي على مواد معالجة للتشققات. ويتناول البحث كذلك تأثير هذه التقنيات في تحسين مقاومة الخرسانة للتآكل والتشققات وزيادة العمر الخدمي للمنشآت، إضافة إلى دورها في تقليل استهلاك الموارد الطبيعية والانبعاثات الكربونية المرتبطة بإنتاج الخرسانة التقليدية.واعتمد البحث المنهج الوصفي التحليلي من خلال مراجعة الدراسات العلمية الحديثة المتعلقة بالخرسانة ذاتية الالتئام وتحليل التطبيقات الهندسية المعاصرة المرتبطة بها. وقد توصل البحث إلى أن الخرسانة ذاتية الالتئام تمثل اتجاهًا واعدًا في تطوير البنى التحتية المستدامة، لما توفره من قدرة على تقليل تكاليف الصيانة وتحسين كفاءة المنشآت وزيادة مقاومتها للعوامل البيئية المختلفة، الأمر الذي يسهم في تحقيق الاستدامة البيئية والاقتصادية في قطاع الإنشاءات.الكلمات المفتاحية:الخرسانة ذاتية الالتئام، الاستدامة الإنشائية، البنى التحتية، التشققات الخرسانية، المواد الذكية.AbstractConcrete is considered one of the most widely used construction materials in modern infrastructure projects. However, its continuous exposure to cracks and environmental factors leads to deterioration in its mechanical properties and reduction in service life, resulting in high maintenance and repair costs. In this context, self-healing concrete has emerged as an innovative technology aimed at automatically repairing cracks and improving the sustainability of concrete structures. This research aims to investigate the concept of self-healing concrete and its working mechanisms, as well as analyze its role in enhancing the sustainability of modern infrastructure while reducing the environmental and economic impacts associated with conventional maintenance methods.The study also discusses the major techniques used in self-healing concrete, including bacteria-based calcium carbonate production, polymeric materials, and microcapsules containing crack-healing agents. Furthermore, the research examines the impact of these technologies on improving concrete resistance to cracking and corrosion, extending the service life of structures, and reducing natural resource consumption and carbon emissions associated with traditional concrete production.The study adopts a descriptive-analytical methodology through reviewing recent scientific literature related to self-healing concrete and analyzing contemporary engineering applications associated with it. The findings indicate that self-healing concrete represents a promising approach for developing sustainable infrastructure due to its ability to reduce maintenance costs, improve structural efficiency, and enhance resistance to environmental conditions, thereby contributing to environmental and economic sustainability in the construction sector.Keywords:Self-Healing Concrete, Structural Sustainability, Infrastructure, Concrete Cracks, Smart Materials.