La mimesi dei principi che regolano la natura costituisce un nuovo approccio metodologico, che cerca di ricreare un legame tra il mondo dell'artificiale e quello naturale.

L'elaborato si sviluppa in tre parti. Nella prima si introduce il concetto di biomimetica, spiegandone il significato e le possibili applicazioni nell'ambito dell'architettura e della tecnologia dei materiali.

Nel secondo capitolo si illustrano le varie metodologie finora sperimentate per realizzare materiali cementizi autoriparanti.

Infine si descrive l'attività di laboratorio svolta per sperimentare una strategia di cemento self-healing.

1.4 Natura e tecnologia

1.5 II metodo biomimetico

1.6 Applicazioni degli insegnamenti della natura:

1.6.1 Mondo vegetale

1.6.2 Mondo animale

1.6.3 Costruzioni degli animali

1.7 I Materiali biomimetici: la tipologia dei self - healing

2 CEMENTO SELF-HEALING

2.1 Le strutture in cls e il loro degrado

2.2 Materiali cementizi self-healing

2.2.1 Vantaggi

2.2.2 Classificazione

2.3 Metodologie self - healing

2.3.1 II metodo del riscaldamento selettivo

2.3.2 II metodo dei batteri

2.3.3 Geo materiali/additivi minerali

2.3.4 Le capsule di vetro: agenti monocomponente e bicomponente

2.3.5 Malte con additivo espansivo e cristallino

2.3.6 Engineered Cementitious Composite (ECC)

2.3.7 I sistemi vascolari

2.3.8 Tabella di sintesi

3 STUDIO SPERIMENTALE

3.1 Metodologia: obiettivi

3.2 Compatibilità resina Finlan e cemento

3.3 Incapsulazione e microcapsule: caratteristiche e processi

3.4 Incapsulazione di particene d'acqua: l'insegnamento di Daniel Jannsen

3.5 I metodo:

3.5.1 Incapsulazione liquido: acqua

3.5.2 Incapsulazione solido: cemento

3.6 II metodo

3.6.1 Incapsulazione liquido: idrossido di calcio

3.6.2 Incapsulazione solido: metacaolino

3.7 Produzione matrice cementizia self - healing

3.8 Prove meccaniche: prova a flessione a tre punti con controllo di apertura (C-MOD)

3.9 Materiali

3.10 Strumenti

Conclusioni

Allegati

Bibliografia

• Laura Montanaro, Alfredo Negro, Jean Mare Tulliani, Scienza e tecnologia dei materiali, Torino, Celid, 2001

• Mario Collepardi, J. Jacob Ogoumah Olagot, Francesca Simonelli, Roberto Troli, II calcestruzzo vulnerabile: prevenzione, diagnosi del degrado e del restauro, Tintoretto, 2005

• Laura Montanaro, Alfredo Negro, Jean Mare Tulliani, Metodologie di analisi del degrado dei materiali, Torino, Celid, 2006

• Chiesa Giacomo, Biomimetica, tra tecnologia e innovazione per l'architettura, Torino, Celid, 2010

• Petra Gruber, Biomimetics in architecture, architecture of life and building, SpringerWien-NewYork, 2011

• Carlo Santulli, Biomimetica: la lezione della natura, Ciesse Edizioni, 2012

Tesi:

• Teresa Macrì, Strategie di autoriparazione per polimeri e compositi cementizi: l'applicazione dei principi biomimetici alla tecnologia, tesi di laurea magistrale in architettura, relatore Jean Mare Tulliani, Politecnico di Torino, 2010

• Filippo Mercando, Uno studio sperimentale sull'autoguarigione del calcestruzzo, tesi di laurea triennale in ingegneria civile, relatori Nicola Pugno e Jean Mare Tulliani, Politecnico di Torino, 2011

Siti internet:

• http://www.asknature.org/

• http://www.architetturaecosostenibile.it/

• http://biodsign.wordpress.com/

• http://biomimicry.net/

• http://biomimicryarch.blogspot.it

• http://biomimicryinstitute.org/

• http://www.biomimicryneo.org/

• http://biomimit.blogspot.it/

• http://www.enco-journal.com/

• http://it.silvateam.com/

• http://it.wikipedia.org/wiki/Pagina_principale

• http://www.mapei.com/IT-IT/

• http://www.reading.ac.uk/biomim/

• http://selfhealingconcrete.blogspot.it

• http://www.stocorp.com/

Articoli:

• S. R. White, N. R. Sottos, P. H. Geubelle, J. S. Moore, M. R. Kessler, S. R. Sriram, E. N. Brown & S. Viswanathan, Autonomie healing of polymer composites, Letters to nature, febbraio 2001, Numero 409

• Tomoya Nishiwaki, Hirozo Mihashi, Byung-Koog Jang, Kazuaki Miura, Development of self-healing system for concrete with selective heating around crack, Journal of Avanced Concrete Tecnology, Giugno 2006, Volume 4, pag. 267-275

• Pipat Termkhajornkit, Toyoharu Nawa, Yoichi Yamashiro, Toshiki Saito, Self-healing ability of fly ash-cement systems, Cement & Concrete composites, 2009, Volume 31, pag. 195-203

• Michael D. Lepech, Victor C. Li, Water permeability of engineered cementitious composites, Cement and concrete research, 2009, Numero 31, pag. 744-753

• Christopher Joseph, Diane Gardner, Tony Jefferson, Ben Isaacs and Bob Lark, Self-healing cementitious materials : a review of recent work, Construction Materials, 2010, Volume 164, pag. 29-41

• Henk Jonkers, Arjan Thijssen, Gerard Muyzer, Oguzhan Copuroglu, Erik Schlangen, Application of bacteria as self-healing agent for the development, Ecological Engineering, 2010, Volume 36, pag. 230-255

• Martin D. Hager, Peter Greil, Christoph Leyens, Sybrand van der Zwaag, and Ulrich S. Schubert, Self-healing materials, Advanced Materials, 2010, Volume 22, pag. 5424-5430

• Tae-Ho Ahn, Toshiharu Kishi, Crack self-healing behavior of cementitious composites in corporating various mineral admixtures, Journal of Advanced Concrete Technology, giugno 2010, Volume 8, pag. 171-186

• Aaron P. Esser-Kahn, Piyush R. Thakre, Hefei Dong, Jason F. Patrick, Vitalii K. Vlasko-Vlasov, Nancy R. Sottos, Jeffrey S. Moore e Scott R. White, Three-Dimensional Microvascular Fiber-Reinforced Composites, Advancend Materials, 2011, Numero 23, pag. 3654-3658

• Hans J. Ensikat, Petra Ditsche-Kuru, Christoph Neinhuis and Wilhelm Barthlott, Superhydro-phobicity in perfection: the outstanding properties of the lotus leaf, Beilstein Journal of Mano-technology, febbraio 2011, pag. 152-161

• Henk Jonkers, Self-healing concrete, Ingenia, marzo 2011, pag. 39-43

• Daniel Janssen, Water encapsulation to initiate self-healing in cementitious materials; settembre2011

• Jianyun Wang, Kim Van Tittelboom, Nele De Belie, Willy Verstraete, Use of silica gel or polyurethane immobilized bacteria for self-healing concrete, 2012, Volume 26, pag.532-540

• Sacheen Bekah, Reza Rabiei, Francois Barthelat, Structure scaling, and performance of natural micro and nano composite, BioNanoSci, 2011

• Kim Van Tittelboom, Nele De Belie, Denis Van Loo, Patric Jacobs, Self-healing efficiency of cementitious materials containing tubular capsules filled with healing agent, Cement & Concrete composites, 2011, Volume 33, pag. 497-505

• Scott R. White, Benjamin J. Blaiszik, Sharlotte L. B. Kramer, Solar C. Oleugebefola, Jeffrey S. Moore, Nancy R. Sottos, Self-healing Polymers and Composites: Capsules, circulatory systems and and chemistry allow materials to fix themselves, American Scientist, 2011

• Virgine Wiktor, Henk M. Jonkers, Quantification of crack-self-healing in novel bacteria-based self-healing concrete, Cement & Concrete composites, 2011, Volume 33, pag 763-770

• K. Sisomphon, O. Copurogl, E.A.B. Koenders, Self-healing of surface cracks in mortars with expansive additive and crystalline additive, Cement and concret research. 2012, Numero 34, pag. 566-574

• Yingzi Yang, En-Hua Yang, Victor C. Li, Autogenous healing of engineered cementitious, Cement and concrete research, 2011, Numero 41, pag. 176-183