Самовосстановление в строительном материаловедении: основные термины и способы реализации

Показаны статистические данные изменения количества публикаций с упоминанием исследуемых терминов. Выполнен анализ подходов к формулированию понятийного аппарата для описания процессов восстановления свойств строительных материалов, в том числе на термопластичных связующих. Установлено отсутствие единой терминологии в отечественной научной среде, что затрудняет объективную оценку результатов исследований в указанном научном направлении. Предложены термины и определения, позволяющие описать самовосстановление, самовосстанавливаемость, ресурсный потенциал компонентов, капсулированный модификатор, восстанавливающий агент и нейтрализацию дефекта. Показано, что система предложенных терминов имеет фундаментальную основу – термодинамическую интерпретацию.

С.С. ИНОЗЕМЦЕВ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Е.В. КОРОЛЕВ², д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.С. ИНОЗЕМЦЕВ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Х.Т. ЛЕ¹, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. МАТЮШИН¹, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
² Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4)

1. Иноземцев С.С., До Т.Ч. Состояние и перспективы развития технологии самовосстанавливающихся дорожных материалов // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 10. С. 1407–1424. EDN: ­NYVEIW. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2020.10.1407-1424
1. Inozemtsev S.S., Do T.Ch. Status and development prospects of self-healing road materials technology. Vestnik of MGSU. 2020. Vol. 15. No. 10, pp. 1407–1424. EDN: ­NYVEIW. (In Russian).
https://doi.org/10.22227/1997-0935.2020.10.1407-1424
2. Ghosh S.K. Self-healing materials: fundamentals, design strategies, and applications. Chapter 1. 2008, pp. 1–28. https://doi.org/10.1002/9783527625376.ch1
3. Sharma T., Banerjee A., Nanthagopalan P. Probing the abyss: bacteria-based self-healing in cementitious construction materials – a review. Construction and Building Materials. 2024. Vol. 455. 139054. EDN: ­RKOBVZ.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.139054
4. Chen Ch., Shen T., Yang J., Cao W., Wei J., Li W. Room-temperature intrinsic self-healing materials: a review. Chemical Engineering Journal. 2024. Vol. 498. 155158. EDN: ­CWVSXS.
https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155158
5. Целуйко С.С., Красавина Н.П., Семенов Д.А. Регенерация тканей. Благовещенск: Амурская государственная медицинская академия, 2016. 136 с.
5. Tseluiko S.S., Krasavina N.P., Semenov D.A. Regeneratsiya tkaney [Tissue regeneration]. Blagoveshchensk. 2016. 136 p.
6. Лесовик В.С., Фомина Е.В. Новая парадигма проектирования строительных композитов для защиты среды обитания человека // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 10. С. 1241–1257. EDN: ­NPNPBT https://doi.org/10.22227/1997-0935.2019.10.1241-1257
6. Lesovik V.S., Fomina E.V. New paradigm of designing building composites for protecting the human environment. Vestnik MGSU. 2019. Vol. 14. No. 10, pp. 1241–1257. (In Russian). EDN: ­NPNPBT. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2019.10.1241-1257
7. Королев Е.В., Беленцов Ю.А. Применение теории информации в решении задач строительного материаловедения // Региональная архитектура и строительство. 2023. № 3 (56). С. 13–28. EDN: ­NDKOJM. https://doi.org/10.54734/20722958_2023_3_13
7. Korolev E.V., Belentsov Yu.A. Application of information theory in solving problems of construction materials science. Regional’naya Arkhitektura i Stroitel’stvo. 2023. No. 3 (56), pp. 13–28. (In Russian). EDN: ­NDKOJM. https://doi.org/10.54734/20722958_2023_3_13
8. Иноземцев С.С., Королев Е.В. Структурно-чувствительные свойства самовосстанавливающегося асфальтобетона // Строительные материалы. 2024. № 12. С. 49–56. EDN: ­YDANRQ. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-831-12-49-56
8. Inozemtcev S.S., Korolev E.V. Structural-sensitive properties of self-healing asphalt concrete. Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2024. No. 12, pp. 49–56. EDN: ­YDANRQ. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-831-12-49-56
9. Van der Zwaag S. Self healing materials: an alternative approach to 20 centuries of materials science. Netherlands: Springer. 2007.
https://doi.org/10.1007/978-1-4020-6250-6
10. Leegwater G., Tabokovic A., Baglieri O., Hammoum F., Baaj H. Terms and definitions on crack-healing and restoration of mechanical properties in bituminous materials. Proceedings of the RILEM International Symposium on Bituminous Materials. 2022. Vol. 27, pp. 47–53. https://doi.org/10.1007/978-3-030-46455-4_6
11. Баженов Ю.М., Ерофеев В.Т., Салман А.Д.С.Д., Смирнов В.Ф., Фомичев В.Т. Технология самовосстановления железобетонных конструкций с помощью микроорганизмов // Русский инженер. 2018. № 4 (61). С. 46–48. EDN: ­YOOLYD
11. Bazhenov Yu.M., Erofeev V.T., Salman A.D.S.D., Smirnov V.F., Fomichev V.T. Technology of self-healing of reinforced concrete structures using microorganisms. Russkiy Inzhener. 2018. No. 4 (61), pp. 46–48. (In Russian). EDN: ­YOOLYD
12. Яремчук М.В., Уланская А.Е., Присяжнюк А.П. Методические аспекты нового способа самовосстановления искусственного камня // Академическая публицистика. 2022. № 5–1. С. 41–48. EDN: ­WNGGHQ
12. Yaremchuk M.V., Ulanskaya A.E., Prisyazhnyuk A.P. Methodological aspects of a new method of self-healing of artificial stone. Akademicheskaya publitsistika. 2022. No. 5–1, pp. 41–48. (In Russian). EDN: ­WNGGHQ
13. Артамонова О.В., Куликова О.Я. Механизмы самовосстановления современных композитов // Химия, физика и механика материалов. 2024. № 2 (41). С. 40–58. EDN: ­PBXMKV
13. Artamonova O.V., Kulikova O.Ya. Self-healing mechanisms of modern composites. Khimiya, fizika i mekhanika materialov. 2024. No. 2 (41), pp. 40–58. (In Russian). EDN: ­PBXMKV
14. Ситников Н.Н., Хабибуллина И.А., Мащенко В.И. Самовосстанавливающиеся материалы: обзор механизмов самовосстановления и их применений // Видеонаука. 2018. № 1 (9). С. 1. EDN: ­YUGMZE
14. Sitnikov N.N., Khabibullina I.A., Mashchenko V.I. Self-healing materials: a review of self-healing mechanisms and their applications. Videonauka. 2018. No. 1 (9). P. 1. (In Russian). EDN: ­YUGMZE
15. Бадмаев М.А., Квасников М.Ю., Федякова Н.В., Дараселия К.К., Кузовлева Е.А. Самовосстанавли-вающиеся лакокрасочные покрытия // Успехи в химии и химической технологии. 2018. Т. 32. № 6 (202). С. 17–19. EDN: ­YPFVJJ
15. Badmaev M.A., Kvasnikov M.Yu., Fedyakova N.V., Daraselia K.K., Kuzovleva E.A. Self-healing paint and varnish coatings. Uspekhi v Khimii i Khimicheskoy Tekhnologii. 2018. Vol. 32. No. 6 (202), pp. 17–19. (In Russian). EDN: ­YPFVJJ
16. Cordier P., Tournilhac F., Soulie-Ziakovic C., Leibler L. Self-healing and thermoreversible rubber from supramolecular assembly. Nature. 2008. Vol. 451, pp. 977–980. https://doi.org/10.1038/nature06669
17. Chen X.X., Dam M.A., Ono K., Mal A., Shen H.B., Nutt S.R., Sheran K., Wudl F. A thermally Re-mendable cross-linked polymeric material. Science. 2002. Vol. 295, pp. 1698–1702. EDN: ­DRQYTP. https://doi.org/10.1126/science.1065879
18. Amamoto Y., Otsuka H., Takahara A., Matyjaszewski K. Self-healing of covalently cross-linked polymers by reshuffling thiuram disulfide moieties in air under visible light. Advanced Materials. 2012. Vol. 24, pp. 3975–3980. https://doi.org/10.1002/adma.201201928
19. Taynton P., Ni H., Zhu C., Yu K., Loob S., Jin Y., Qi H.J., Zhang W. Repairable woven carbon fiber composites with full recyclability enabled by malleable polyimine networks. Advanced Materials. 2016. Vol. 28, pp. 2904–2909. https://doi.org/10.1002/adma.201505245
20. Jahandideh A., Moini N., Kabiri K., Zohuriaan-Mehr M.J. A green strategy to endow superabsorbents with stretchability and self-healability. Chemical Engineering Journal. 2019. Vol. 370, pp. 274–286. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.03.149
21. Zemskov S.V., Jonkers H.M., Vermolen F.J. A mathematical model for bacterial self-healing of cracks in concrete. Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2014. Vol. 25, pp. 4–12. https://doi.org/10.1177/1045389X12437887
22. Kim Y.H., Wool R.P. A theory of healing at a polymer-polymer interface. Macromolecules. 1983. Vol. 16. Iss. 7, pp. 1115–1120. https://doi.org/10.1021/MA00241A013
23. Wool R.P., O’Connor K. A theory crack healing in polymers. Journal of Applied Physics. 1981. Vol. 52. 5953. https://doi.org/10.1063/1.328526