Self-healing concrete
स्व-उपचार कंक्रीट को कंक्रीट की अपनी दरारों को स्वतः या स्वायत्त रूप से ठीक करने की क्षमता के रूप में वर्णित किया जाता है। यह न केवल दरारों को सील करता है बल्कि संरचनात्मक तत्वों के यांत्रिक गुणों को आंशिक या पूरी तरह से ठीक करता है। इस तरह के कंक्रीट को स्व-मरम्मत कंक्रीट के रूप में भी जाना जाता है। क्योंकि कंक्रीट में अन्य निर्माण सामग्री की तुलना में कम तन्यता शक्ति होती है, यह अक्सर सतह में दरारें पैदा करता है। ये दरारें कंक्रीट के स्थायित्व को कम करती हैं क्योंकि ये उन तरल पदार्थों और गैसों के प्रवाह को सुविधाजनक बनाती हैं जिनमें हानिकारक यौगिक हो सकते हैं। यदि माइक्रोक्रैक्स का विस्तार होता है और सुदृढीकरण तक पहुंचते हैं, तो न केवल कंक्रीट ही हमले के लिए अतिसंवेदनशील होगा, बल्कि सुदृढीकरण स्टील बार भी होंगे। इसलिए, दरार की चौड़ाई को सीमित करना और जितनी जल्दी हो सके इसकी मरम्मत करना आवश्यक है। सेल्फ-हीलिंग कंक्रीट न केवल सामग्री को अधिक टिकाऊ बनाएगा, बल्कि यह कंक्रीट संरचनाओं की सेवा जीवन में वृद्धि में भी योगदान देगा और सामग्री को अधिक टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल बनाएगा। स्व-उपचार कंक्रीट के लिए एक पुरानी और प्रसिद्ध घटना है, यह देखते हुए कि इसमें जन्मजात ऑटोजेनस उपचार विशेषताएँ हैं। क्लिंकर खनिजों के निरंतर जलयोजन या कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के कार्बनीकरण के कारण दरारें समय के साथ ठीक हो सकती हैं। ऑटोजेनस हीलिंग को नियंत्रित करना मुश्किल है क्योंकि यह केवल छोटी दरारों को ठीक कर सकता है और केवल तभी प्रभावी होता है जब पानी मौजूद होता है। इस सीमा के कारण इसका उपयोग करना कठिन हो जाता है। दूसरी ओर, दरारों के लिए स्व-उपचार क्षमता प्रदान करने के लिए कंक्रीट को बदला जा सकता है। मिश्रणों को जोड़कर ऑटोजेनस हीलिंग में सुधार के लिए कई समाधान हैं, जैसे कि खनिज परिवर्धन, क्रिस्टलीय मिश्रण और सुपरऑब्सॉर्बेंट पॉलिमर। इसके अलावा, कंक्रीट को अंतर्निहित स्वायत्त स्व-उपचार तकनीकों में संशोधित किया जा सकता है। कैप्सूल-आधारित सेल्फ-हीलिंग, वैस्कुलर सेल्फ-हीलिंग और माइक्रोबायोलॉजिकल सेल्फ-हीलिंग स्वायत्त सेल्फ-हीलिंग तकनीकों के सबसे आम प्रकार हैं। यांत्रिक गुणः सी. एन. टी.-आर. सी. में पारंपरिक सीमेंट की तुलना में यांत्रिक गुणों में काफी सुधार देखा गया है। ली और अन्य। (2006) ने प्रदर्शित किया कि सी. एन. टी. को जोड़ने से सीमेंट पेस्ट की संपीड़न शक्ति में 23 प्रतिशत तक और फ्लेक्सुरल शक्ति में सादे सीमेंट पेस्ट की तुलना में 45 प्रतिशत तक की वृद्धि हो सकती है। इसके अलावा, स्ज़ेलाग (2017) ने बताया कि सी. एन. टी.-आर. सी. के लोचदार मापांक को सादे सीमेंट पेस्ट की तुलना में 85 प्रतिशत तक बढ़ाया जा सकता है। सी. एन. टी. को जोड़ने से सीमेंट पेस्ट की फ्रैक्चर कठोरता और लचीलापन भी बढ़ सकता है, जिससे यह दरार के लिए अधिक प्रतिरोधी हो जाता है। सी. एन. टी.-आर. सी. में स्थिर-पिघलने के चक्र, क्लोराइड आयन प्रवेश और सल्फेट हमले जैसे पर्यावरणीय कारकों के प्रति बेहतर स्थायित्व और प्रतिरोध भी दिखाया गया है। झांग और झोउ (2014) ने बताया कि सी. एन. टी. के जुड़ने से सीमेंट पेस्ट में क्लोराइड आयनों के प्रसार गुणांक में 60 प्रतिशत तक की कमी आई है, जो क्लोराइड-प्रेरित क्षरण के लिए बेहतर प्रतिरोध का संकेत देता है। उपसतही वेलबोर सीमेंटेशन में उपयोगः उपसतही वेलबोर सीमेंटेशन में सी. एन. टी.-आर. सी. के उपयोग ने अपने अनूठे गुणों के कारण महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है। हाओ एट अल द्वारा हाल ही में किया गया एक अध्ययन। (2020) ने मिथाइल मेथाक्रिलेट/कार्बन-नैनोट्यूब बहुलक नैनोकम्पोजिट योजक के साथ तेल और गैस वेलबोर सीमेंट के सुदृढीकरण की जांच की। अध्ययन में पाया गया कि सी. एन. टी. को जोड़ने से सीमेंट की संपीड़न शक्ति में 37 प्रतिशत तक का सुधार हुआ और लचीली शक्ति में 22 प्रतिशत तक की वृद्धि हुई। यह वेलबोर सीमेंट के यांत्रिक गुणों में सुधार के लिए सी. एन. टी.-आर. सी. की क्षमता को दर्शाता है, जो गैस और तरल पदार्थ के स्थानांतरण को रोकने और वेलबोर की दीर्घकालिक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है। आग और उच्च तापमान के बाद उपचार क्षमताः सी. एन. टी.-आर. सी. का एक और लाभ आग और उच्च तापमान के अधीन होने के बाद ठीक करने की क्षमता है। स्ज़ेलाग (2017) के एक शोध ने उच्च तापमान के अधीन होने के बाद सी. एन. टी.-आर. सी. की उपचार क्षमता की जांच की। अध्ययन में पाया गया कि सीमेंट पेस्ट में सी. एन. टी. को जोड़ने से सामग्री की तापीय स्थिरता में सुधार हुआ और इसके लिए 800 डिग्री सेल्सियस तक ऊंचे तापमान पर अपने यांत्रिक गुणों को बनाए रखने की अनुमति मिली। इसके अतिरिक्त, सामग्री के उच्च तापमान के संपर्क में आने और बाद में ठंडा होने के बाद, इसने अभी भी अपनी उपचार क्षमता को बनाए रखा और थर्मल लोडिंग प्रक्रिया (स्ज़ेलाग, 2017) के दौरान बनी किसी भी दरार की मरम्मत करने में सक्षम था। इतिहास प्राचीन रोमनों ने एक प्रकार के चूने के मोर्टार का उपयोग किया था जिसे स्व-उपचार के रूप में पाया गया है। स्ट्रैटलिंगाइट क्रिस्टल रोमन कंक्रीट के अंतरफलक क्षेत्रों के साथ बनते हैं, जो समुच्चय और गारे को एक साथ बांधते हैं और यह प्रक्रिया 2000 वर्षों के बाद भी जारी रही और इसे 2014 में भूविज्ञानी मैरी जैक्सन और उनके सहयोगियों द्वारा खोजा गया था। 1990 के दशक की शुरुआत में, कैरोलिन एम. ड्राई ने एक विन्यास विकसित करके पहला आधुनिक समकालीन स्व-उपचार दृष्टिकोण बनाया जो एक सीमेंट मैट्रिक्स में एम्बेडेड फाइबर से मरम्मत रसायनों को छोड़ने की सुविधा प्रदान करता है। तब से, अनुसंधान समुदाय ने कंक्रीट में स्व-उपचार गुणों को शामिल करने के लिए विभिन्न तकनीकों का विकास किया है। अन्य स्व-उपचार सामग्री के बीच, हाल के वर्षों में, स्व-उपचार ठोस अनुसंधान कार्य तेजी से बढ़ रहे हैं क्योंकि सरकार द्वारा वित्त पोषित संघ जैसे सारकोस कॉस्ट एक्शन, आरएम4एल, रीशीलियंस और स्मार्टिंस। स्व-उपचार कंक्रीट के लिए विश्वव्यापी बाजार के पूर्वानुमान अवधि के दौरान 36.8% के CAGR से बढ़ने का अनुमान है, जिसमें राजस्व 2021 में 34.10 बिलियन अमेरिकी डॉलर से बढ़कर 2030 में 562.97 बिलियन अमेरिकी डॉलर हो जाएगा। बड़े पैमाने पर बुनियादी ढांचा परियोजनाओं में बढ़ता निवेश और दीर्घकालिक लक्ष्यों के लिए बुनियादी ढांचा परियोजनाओं में शामिल होने के लिए विभिन्न देशों की सरकारों के बीच बढ़ता सहयोग बाजार के विस्तार को बढ़ावा देने वाले कारक हैं। सीमेंटयुक्त पदार्थों का ऑटोजेनस हीलिंग दरार आत्म-समापन को प्रभावित करता है और बाद में, संयोजनों की स्थायित्व और भौतिक-यांत्रिक प्रदर्शन को प्रभावित करता है। इसे प्राचीन संरचनाओं और इमारतों के पर्याप्त जीवन विस्तार के मुख्य कारणों में से एक माना जाता है। सीमेंट-आधारित यौगिकों में ऑटोजेनस सेल्फ-हीलिंग को पहली बार 1836 में फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंस द्वारा देखा गया था, जब पाइपों में दरारें, पानी बनाए रखने वाली संरचनाएं, आदि, सेल्फ-हीलिंग थीं। 1900 के दशक में महत्वपूर्ण सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक शोध ने प्रदर्शित किया कि ऑटोजेनस सेल्फ-हीलिंग प्रक्रियाएं ज्यादातर सीमेंट मैट्रिक्स के अंदर भौतिक, यांत्रिक और रासायनिक प्रक्रियाओं से जुड़ी होती हैं, जिन्हें योजना में दिखाया गया है। तथाकथित "सतह-नियंत्रित क्रिस्टल विकास" के दौरान जो तब होता है जब दरारें प्रेरित होती हैं, कैल्शियम आयन फ्रैक्चर चेहरे से तुरंत सुलभ होते हैं, और क्रिस्टल विकास में तेजी आती है। दरार की दीवारों पर कैल्साइट की एक प्रारंभिक परत बनने के बाद और आसपास के कंक्रीट मैट्रिक्स में कैल्शियम आयन कम समृद्ध हो जाते हैं, तथाकथित "प्रसार-नियंत्रित क्रिस्टल विकास" में संक्रमण होता है, जिसका अर्थ है कि दरार की सतह तक पहुंचने और उपचार उत्पादों की वर्षा सुनिश्चित करने के लिए Ca2 + आयनों को कंक्रीट के माध्यम से फैलना चाहिए। स्पष्ट रूप से, दूसरा चरण पहले की तुलना में बहुत धीमा है। पोज्जोलैनिक परिवर्धन सहित मिश्रित सीमेंट के मामले में, कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड का एक हिस्सा, जिसे Ca2 + आयनों के प्राथमिक स्रोत के रूप में पहचाना गया है, का उपयोग CSH गठन के लिए विशेष पोज्जोलैनिक प्रतिक्रिया में किया जाता है। इसके परिणामस्वरूप कैल्शियम कार्बोनेट की देरी से और कमजोर वर्षा होगी। योजना में दर्शाए गए अन्य छोटे तंत्रों में कैल्शियम सिलिकेट हाइड्रेट्स द्वारा पानी के अवशोषण के कारण दरार की दीवारों के साथ हाइड्रेटेड सीमेंट पेस्ट की सूजन और मलबे और महीन कंक्रीट कणों के माध्यम से यांत्रिक दरार को अवरुद्ध करना, दरार प्रक्रिया के प्रत्यक्ष परिणाम या दरार में प्रवेश करने वाले पानी में अशुद्धियों के परिणामस्वरूप शामिल हैं। ऑटोजेनस हीलिंग तंत्र केवल छोटी दरारों के लिए प्रभावी होते हैं, हालांकि उपचार योग्य दरारों के लिए अधिकतम चौड़ाई की एक विस्तृत श्रृंखला होती हैः 10-100 माइक्रोन, कभी-कभी 200 माइक्रोन तक लेकिन 300 माइक्रोन से कम, केवल पानी की उपस्थिति में। उनके आमतौर पर बिखरे हुए परिणामों और कई कारकों और चर पर निर्भरता के कारण उन्हें नियंत्रित करना और पूर्वानुमान लगाना चुनौतीपूर्ण है। 1) कंक्रीट की उम्र और संरचना, 2) पानी की उपस्थिति, और 3) कंक्रीट फ्रैक्चर की मोटाई और रूप सबसे प्रभावशाली तत्व हैं। उत्तेजित ऑटोजेनस हीलिंग जब दरार की चौड़ाई सीमित हो जाती है, तो ऑटोजेनस हीलिंग अधिक सफल होती है। जल की उपस्थिति भी एक महत्वपूर्ण तत्व है। निरंतर जलयोजन या क्रिस्टलीकरण की उत्तेजना आत्म-उपचार को भी बढ़ावा देती है। इसलिए, दरार की चौड़ाई को प्रतिबंधित करने, पानी प्रदान करने, या जलयोजन या क्रिस्टलीकरण को बढ़ावा देने वाले तरीकों को ऑटोजेनस हीलिंग को बढ़ावा देने या बढ़ाने के रूप में वर्गीकृत किया जाएगा। खनिज परिवर्धन का उपयोग स्व-उपचार पर खनिज परिवर्धन के प्रभावों पर अधिकांश शोध ब्लास्ट-फर्नेस स्लैग और फ्लाई ऐश पर किए गए हैं। निरंतर जलयोजन ऑटोजेनस हीलिंग को बढ़ावा देता है क्योंकि इन परिवर्धनों के प्रमुख भाग वृद्धावस्था में भी निर्जलित रहते हैं। पोज्जोलैनिक प्रतिक्रिया, जो सिलिसियस और/या एल्यूमीनियस परिवर्धन (फ्लाई ऐश, ब्लास्ट-फर्नेस स्लैग, सिलिका फ्यूम, कैल्सिन मिट्टी, आदि) के लिए विशिष्ट है। कम्पोजिट सीमेंट में, दीर्घकालिक सी. एस. एच. विकास के संदर्भ में सीमेंट अनाज के निरंतर जलयोजन को मजबूत कर सकता है और इसके परिणामस्वरूप, कुछ हद तक ऑटोजेनस सेल्फ-हीलिंग हो सकता है। क्रिस्टलीय मिश्रणों का उपयोग "क्रिस्टलीय मिश्रण" वाक्यांश एक ऐसा लेबल है जो आवश्यक रूप से कार्यक्षमता या आणविक संरचना को इंगित नहीं करता है क्योंकि यह व्यावसायिक रूप से सुलभ वस्तुओं से प्राप्त होता है जिनके घटक अक्सर निर्दिष्ट नहीं होते हैं। व्यावहारिक रूप से, वाणिज्यिक क्रिस्टलीय मिश्रणों को पूरक सीमेंट सामग्री (एससीएम) से उनकी खुराक से अलग किया जा सकता है, आमतौर पर क्रिस्टलीय मिश्रणों के लिए सीमेंट के वजन से 1 प्रतिशत और एससीएम के लिए 5 प्रतिशत से अधिक। क्रिस्टलीय मिश्रण (सी. ए.) को एक अद्वितीय प्रकार के पारगम्यता-कम करने वाले मिश्रण के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। पारगम्यता कम करने वाले मिश्रणों की श्रेणी में विभिन्न प्रकार की सामग्री शामिल हैं, जिन्हें सामान्य शब्द "क्रिस्टलीय मिश्रण" द्वारा भी संदर्भित किया जा सकता है। इसके अलावा, अधिकांश वाणिज्यिक उत्पादों में मालिकाना सामग्री शामिल होती है, और उनके सूत्रीकरण को गुप्त रखा जाता है। हालांकि, सामान्य तौर पर, सीए अत्यधिक हाइड्रोफिलिक उत्पाद होते हैं जो "सक्रिय रसायनों" द्वारा बनाए जाते हैं जिन्हें अक्सर सीमेंट और रेत के साथ मिश्रित किया जाता है। पानी की उपस्थिति में, वे प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे पानी में अघुलनशील छिद्र/दरार-अवरोधक अवक्षेप बनते हैं जो सी. एस. एच. घनत्व और पानी के प्रवेश के प्रतिरोध में सुधार करते हैं। सी. ए. को नमी के संपर्क में आने पर सीमेंट सामग्री के 3 प्रतिशत, 5 प्रतिशत और 7 प्रतिशत पर उपयोग करने पर कंक्रीट के यांत्रिक गुणों को बढ़ाने के लिए प्रदर्शित किया गया है। हालांकि, ऊपर बताए गए प्रतिशत एक जोड़ के लिए काफी अधिक हो सकते हैं। सुपरअब्सॉर्बेंट पॉलिमर का उपयोग प्राकृतिक, या सिंथेटिक 3डी क्रॉस-लिंक्ड होमोपॉलिमर या उच्च द्रव अवशोषण क्षमता वाले कॉपोलिमर होते हैं। सूजन क्षमता मोनोमर्स के प्रकार और क्रॉस-लिंकिंग घनत्व के अनुसार भिन्न होती है और 1000 ग्राम ग्राम-1 तक पहुंच सकती है। अधिकतम सूजन परासरण दाब के बीच संतुलन के परिणामस्वरूप होती है, जो विद्युत आवेशित समूहों की उपस्थिति और बहुलक मैट्रिक्स के लोचदार वापस लेने वाले बलों से संबंधित है। इसके अलावा, चूंकि परासरण दाब जलीय घोल में आयनों की सांद्रता से संबंधित है, इसलिए सूजे हुए माध्यम की आयनिक शक्ति अवशोषण व्यवहार को काफी हद तक प्रभावित करती है। कई अनुप्रयोग क्षेत्रों (जैसे, स्वच्छता और जैव चिकित्सा क्षेत्र, कृषि क्षेत्र) के अलावा जहां वर्तमान में एसएपी का उपयोग किया जाता है, अधिक से अधिक शोध मोर्टार/कंक्रीट में एसएपी के उपयोग पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। कठोरता के दौरान स्व-निर्जलीकरण संकुचन को सीमित करने के लिए, कम जल-से-बंधन अनुपात के साथ सीमेंटयुक्त प्रणालियों में एक आंतरिक उपचार एजेंट के रूप में एसएपी को जोड़ा गया था। ऑटोजेनस सिकुड़न को कम करने के अलावा, फ्रीज-पिघलने के प्रतिरोध में सुधार करने और स्व-सीलिंग और स्व-उपचार गुणों को प्रेरित करने के लिए एस. ए. पी. को सीमेंट सामग्री में जोड़ा जा सकता है। उत्तरार्द्ध के संदर्भ में, एस. ए. पी. को शामिल करने से कई उद्देश्य पूरे होते हैं। सबसे पहले और सबसे महत्वपूर्ण, एसएपी, जो कंक्रीट मिश्रण के दौरान मिश्रित पानी को अवशोषित करते हैं और जब मैट्रिक्स कठोर हो जाता है तो सिकुड़ जाते हैं, मैक्रोपोर को पीछे छोड़ देते हैं। ये मैक्रोपोर कमजोर मैट्रिक्स साइटों के रूप में काम करते हैं, जो कई दरारों को आकर्षित और प्रोत्साहित करते हैं। दोनों क्रियाएँ दरारों को एस. ए. पी. मैक्रोपोर्स को पार करने और संकीर्ण दरारें उत्पन्न करने की अनुमति देकर दरार बंद करने को बढ़ावा देती हैं। हालांकि, ये मैक्रोपोर ताकत के नुकसान के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं, लेकिन हमेशा नहीं, क्योंकि एसएपी एक आंतरिक उपचार एजेंट के रूप में भी काम कर सकते हैं और अधिक जलयोजन चला सकते हैं, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है। यह सब उपयोग किए गए एसएपी के प्रकार, कणों के आकार और आकार, एसएपी की संख्या, मिश्रण के डब्ल्यू/सी अनुपात, व्यवहार्यता में नुकसान की भरपाई के लिए पानी को जोड़ने और मिश्रण तकनीक पर निर्भर करता है। स्वायत्त स्व-उपचार स्व-उपचार एक स्व-उपचार कार्य देने के लिए मैट्रिक्स में असामान्य इंजीनियरिंग संशोधनों को एकीकृत करने पर निर्भर करता है। एनकैप्सुलेशन लंबे समय से उपचार एजेंटों को सीधे दरारों तक पहुँचाने के लिए पसंदीदा तरीका रहा है, जिससे जगह-जगह मरम्मत की अनुमति मिलती है। उपचार यौगिकों को समाहित करने में, दो दृष्टिकोण हैंः असतत और निरंतर। प्रमुख अंतर उपचार एजेंट को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाने वाला तंत्र है, जो उपचार की जा सकने वाली क्षति की सीमा, उपचार की पुनरावृत्ति और प्रत्येक रणनीति के लिए पुनर्प्राप्ति दर निर्धारित करता है। हालांकि, एक एनकैप्सुलेटेड-आधारित स्व-उपचार प्रणाली के डिजाइन में कई तत्वों को संबोधित किया जाना चाहिए, कैप्सूल प्रणाली के निर्माण से लेकर एकीकरण, यांत्रिक लक्षण वर्णन, ट्रिगर और उपचार मूल्यांकन के माध्यम से। माइक्रोएनकैप्सुलेशन माइक्रोएनकैप्सुलेशन (व्यास <1 मिमी) सीमेंटयुक्त प्रणालियों के लिए स्वायत्त स्व-उपचार घटकों के निर्माण के लिए एक लोकप्रिय तकनीक बनी हुई है, जो व्हाइट एट अल के अग्रणी अध्ययन से प्रेरित है। माइक्रोकैप्सूल को सीधे मैट्रिक्स में शामिल किया गया था और दरार के विकास पर, और दरार की मात्रा में कोर को जारी किया गया था। उत्सर्जित पदार्थ तब दरार को ठीक करने के लिए मैट्रिक्स में एक वितरित उत्प्रेरक के साथ प्रतिक्रिया करेगा। कई अवसरों पर, कंक्रीट में माइक्रोकैप्सूल-आधारित उपचार के लिए अवधारणा का प्रमाण साबित हुआ है। हाल के कैप्सूल अनुसंधान ने चिपकने वाले दो-घटक प्रणालियों के उपयोग पर जोर देना जारी रखा है, जिससे सक्रियण और कठोरता के लिए मैट्रिक्स में एक उत्प्रेरक को एक साथ जोड़ने की आवश्यकता होती है। वांग एट अल। सूक्ष्म कैप्सूल के लिए 0,5 उत्प्रेरक के अनुपात की सलाह दी, हालांकि अन्य ने कैप्सूलेटेड एपॉक्सी के सक्रियण की गारंटी के लिए सूक्ष्म कैप्सूल के लिए 1.3 उत्प्रेरक के अनुपात का सुझाव दिया है। हालांकि, अत्यधिक क्षारीय सीमेंटयुक्त मैट्रिक्स में प्रतिक्रियाशील कार्बनिक उपचार एजेंटों की दीर्घकालिक स्थिरता और उनकी दीर्घकालिक कार्यप्रणाली अनिश्चित बनी हुई है। हालाँकि, उभरता हुआ शोध, सीमेंटयुक्त मैट्रिक्स के खनिज सब्सट्रेट के साथ संगतता और बंधन को बढ़ावा देता है, एक कैप्सूल की ओर बढ़ता है जो इस तरह के उपचार उत्पाद प्रदान कर सकता है; इनमें एनकैप्सुलेटेड बैक्टीरियल बीजाणु और खनिज कार्गो जैसे कोलॉइडल सिलिका और सोडियम सिलिकेट शामिल हैं। पहला कार्बोनेट वर्षा को बढ़ा सकता है, जबकि दूसरा कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड को अधिक वांछनीय सी. एस. एच. जेल में परिवर्तित कर सकता है। मैक्रोएनकैप्सुलेशन ड्राई ने मैक्रोएनकैप्सुलेशन का उपयोग करके प्रारंभिक शोधों में से एक का संचालन किया, जिसमें कंक्रीट की दरारों को ठीक करने के लिए एक मोनो-या बहु-घटक मिथाइल मेथाक्रिलेट कोर के साथ पॉलीप्रोपाइलीन और ग्लास फाइबर का प्रस्ताव किया गया। रेशों का चयन यांत्रिक सुदृढ़ीकरण, दरार सीलिंग और एक लागत प्रभावी एनकैप्सुलेटिंग तकनीक के संयोजन से प्रेरित था। इसके अलावा, इस विधि को प्रत्यारोपित सूक्ष्म कैप्सूल पर पसंद किया गया था क्योंकि यह उपचार एजेंट की उच्च मात्रा को बनाए रखने और कई उपचारों की संभावना का लाभ देता था। अंतिम उद्देश्य समय के साथ चिपकने वाले टूटने से बचना था। उपचार एजेंट की रिहाई दरारों के निर्माण से शुरू हुई, जिससे प्रत्यारोपित भंगुर तंतुओं का विनाश हुआ। कम प्रसंस्करण तापमान और एक्सट्रूज़न, भरने और सीलिंग चरणों को एकीकृत करने की क्षमता पॉलीमेरिक कैप्सूल के निर्माण को संभावित रूप से सरल बनाती है। बेलनाकार कैप्सूल के मामले में, व्यास 0.8 से 5 मिमी तक होता है ताकि दरार का आकर्षक केशिका बल और द्रव द्रव्यमान पर गुरुत्वाकर्षण बल बेलनाकार कैप्सूल के केशिका प्रतिरोधी बल और सीलबंद सिरों से उत्पन्न नकारात्मक दबाव बलों को दूर करने के लिए पर्याप्त हो। दूसरे शब्दों में, मैट्रिक्स की दरार की चौड़ाई कैप्सूल के आंतरिक व्यास से कम होनी चाहिए। संवहनी उपचार कंक्रीट में संवहनी उपचार की अवधारणा आत्म-उपचार के लिए एक बायोमिमेटिक दृष्टिकोण का उपयोग करती है। मानव हृदय प्रणाली, जो पूरे शरीर में रक्त का संचालन करती है, और पादप संवहनी ऊतक प्रणाली, जो ज़ाइलम और फ्लोएम नेटवर्क के माध्यम से भोजन, पानी और खनिजों का परिवहन करती है, संवहनी नेटवर्क प्रणालियों के उदाहरण हैं। इसी तरह, कंक्रीट में संवहनी नेटवर्क क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में तरल उपचार रसायनों का परिवहन कर सकते हैं। सैद्धांतिक रूप से, क्षतिग्रस्त सामग्री की मात्रा की कोई सीमा नहीं है जिसे किसी बाहरी स्रोत से इस उपचार पदार्थ को प्रदान करने पर तय किया जा सकता है। ड्राई के शुरुआती काम में कंक्रीट में लंबे, पतले कांच के चैनलों को जोड़ना शामिल था। इस स्व-उपचार तंत्र को अंततः बढ़ाया गया और एक नमूना पुल डेक पर उपयोग किया गया। इन बहुत ही नाजुक सामग्रियों के साथ कंक्रीट ढालने में कठिनाई इस तकनीक के व्यापक उपयोग को रोकने में एक बाधा थी। कैप्सुलेशन विधि की तुलना में संवहनी तकनीक का महत्वपूर्ण लाभ यह है कि उपचार एजेंट को लगातार प्रशासित किया जा सकता है। वास्तव में, विभिन्न प्रकार के ठोस नुकसान को ठीक करने के लिए अलग-अलग अवधि में अलग-अलग उपचार एजेंटों का उपयोग किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, उपचार एजेंट को दबाव में वितरित किया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि यह वांछित क्षति क्षेत्रों तक पहुंच जाए, कंक्रीट फ्रैक्चर को ठीक करने के लिए एपॉक्सी को इंजेक्ट करने की धारणा के समान। कंक्रीट में, कई प्रकार के संवहनी नेटवर्क लागू किए गए हैं। सबसे सरल संस्करण में एक 1 डी चैनल होता है, जिसके दोनों छोर कंक्रीट की सतह से सुलभ होते हैं। क्षतिग्रस्त क्षेत्रों में उपचार एजेंटों के हस्तांतरण के लिए विभिन्न और वैकल्पिक मार्ग देने के लिए कंक्रीट में जटिल द्वि-और त्रि-आयामी चैनल नेटवर्क विकसित किए गए हैं। नेटवर्क के अंदर मल्टीफ्लो जंक्शन नोड्स का उपयोग करके, इन जटिल आकृतियों का भी उपयोग किया गया है। माइक्रोबियल गतिविधि के उपोत्पाद के रूप में कैल्शियम कार्बोनेट का निर्माण कंक्रीट की स्व-उपचार क्षमता "इंजीनियरिंग" के लिए एक अतिरिक्त विधि है। यह एक संभावित पारिस्थितिक रूप से फायदेमंद तकनीक होने के साथ-साथ सक्रिय और लंबे समय तक चलने वाली दरार की मरम्मत की क्षमता रखता है। कैल्सियम कार्बोनेट (सी. ए. सी. ओ. 3), जिसे अक्सर चूना पत्थर के रूप में जाना जाता है, में एक प्रभावी बंधन क्षमता है और यह वर्तमान कंक्रीट सूत्रीकरण के साथ संगत है। मौजूदा कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (पोर्टलैंडाइट) खनिजों के कार्बनीकरण के परिणामस्वरूप, कैल्शियम कार्बोनेट को कंक्रीट मिश्रण डिजाइन में शामिल किया जा सकता है या कंक्रीट मैट्रिक्स के अंदर रासायनिक रूप से बनाया जा सकता है। कंक्रीट के मैट्रिक्स के अंदर उत्पन्न चूना पत्थर के परिणामस्वरूप छिद्र भरने से मैट्रिक्स का घनत्व हो सकता है और दरार को स्वयं ठीक करने में मदद कर सकता है, जिससे इसकी (पानी) पारगम्यता कम हो जाती है और इसके परिणामस्वरूप खोए हुए बल की वसूली हो सकती है। यदि परिस्थितियाँ अनुकूल हैं, तो अधिकांश बैक्टीरिया विलयन से सी. ए. सी. ओ. 3 को अवक्षेपित कर सकते हैं। हालांकि, बैक्टीरियल सी. ए. सी. ओ. 3 की वर्षा के लिए अलग-अलग चयापचय मार्गों का पालन करने वाले बैक्टीरिया का कार्बोनाटोजेनेसिटी भिन्न होता है। इसके अतिरिक्त, कई बाहरी चर वर्षा दक्षता को प्रभावित करते हैं और एक ही जीवाणु तनाव के कारण अलग-अलग मात्रा में कार्बोनेट का उत्पादन करते हैं। यह संभव है कि गीले-सूखे वातावरण में, उपचार अधिक तेज़ी से होता है। इसके अलावा, जैविक गतिविधि के माध्यम से त्वरित और अधिक प्रभावी उपचार प्राप्त करने के लिए दरार की चौड़ाई का विनियमन महत्वपूर्ण है। ये भी देखें संदर्भ ठोस जैव सामग्री स्मार्ट सामग्री