6 inovací a modernizací betonu

Beton označuje speciálně vytvořené (umělé) kamenné stavební materiály. Skládá se z vody, svíravé (nejčastěji - cement) a plniva různých velikostí. Beton je jedním z nejpoužívanějších stavebních materiálů na světě. Toto je materiál volby pro většinu nových velkých silnic, budov, mostů a mnoha dalších konstrukcí kvůli své trvanlivosti a relativní snadnosti použití. Technologie nestojí, výzkumné týmy provádějí nový výzkum s prezentovaným materiálem, v důsledku své práce se objevuje nový vývoj.

Beton vyrobený ze dřeva: realita nebo mýtus?

Dříve bylo dřevo jedním z nejčastějších stavebních materiálů, ale dnes bylo nahrazeno betonovými směsmi. Aktivní vývoj technologie umožnil kombinovat 2 typy materiálů a vytvořit kombinovanou směs dřeva a betonu.

Švýcarský národní program pro dřevo zdrojů (NRP 66) se zaměřuje na vytvoření jedinečné směsi. Švýcarským vědcům se podařilo vyvinout radikální přístup ke kombinaci dřeva a betonu: dělají z odolného betonu, z čehož 50 procent je vyrobeno ze dřeva. Vysoký obsah dřeva v betonové směsi přispěl k dobré tepelné izolaci materiálu bez snížení požární odolnosti.

Hlavní rozdíl mezi popsanou směsí a klasickým betonem je nahrazení štěrku a písek jemnozrnné dřevo.

Výroba plovoucího betonu

"Ne váží více než polovinu toho, co váží obyčejný beton - nejlehčí z nich dokonce vznáší!" Říká organizátor výzkumu. Kromě toho lze materiály po demontáži znovu použít jako palivo pro teplo a elektřinu. Navzdory splnění požadavků na požární bezpečnost stavební materiál může být spálen ve spojení s jiným odpadem.

Výsledky zátěžových testů potvrdily, že nový dřevěný beton je vhodný pro výrobu desek a stěnových panelů a může se stát materiálem pro nosné konstrukce ve stavebnictví. V průběhu nadcházejících studií je třeba zjistit, ve kterých oblastech je lepší aplikovat určitý typ dřevobetonového kompozitu a efektivní metody jeho výroby. Podle organizace Daya Zwiki (organizátor) je úroveň znalostí potřebných pro široké použití stále příliš omezená.

Revoluční grafenový beton

Graphene je uhlíková modifikace, která si v poslední době získala popularitu. Experti z University of Exeter vyvinuli inovativní techniku ​​využívající nanotechnologie k zavedení grafenu do klasické výroby betonových směsí. Unikátní technologie umožnila vytvořit trvanlivý, ekologický a odolný beton. Kromě toho se významně zvýšila odolnost proti vodě. Testování vyrobeného materiálu prokázalo plnou shodu s britskými a evropskými stavebními standardy.

Je důležité si uvědomit, že nový koncentrát vyztužený grafenem významně snížil uhlíkovou stopu tradičních metod výroby betonu, čímž se stal udržitelnějším a šetrnějším k životnímu prostředí. Současně se výrazně snížily emise uhlíku (o 446 kg / t) a množství materiálů potřebných k vytvoření betonu se snížilo o 50 procent.Většina vědců je přesvědčena, že nová technika umožní zavedení nových nanomateriálů do betonu, a tím modernizuje globální stavební průmysl.

Hledání ekologických stavebních metod je krokem ke snížení emisí uhlíku na celém světě a způsobem, jak chránit životní prostředí. Jedná se o důležitou investici do vytváření progresivního stavebnictví pro budoucnost.

Popel z uhlí v betonu

Je obtížné získat přesný obsah vlhkosti uvnitř betonu, protože prášek a agregáty tvoří hustou cementovou matrici, která způsobuje obtíže pro pohyb vlhkosti po zahájení sušení. Kromě toho jsou pro sušení požadovány zvláštní atmosférické podmínky. Pokud vnější povrch betonu zaschne dříve, než vnitřní část ztvrdne, může to vést ke slabší struktuře výrobku.

Farnamova laboratoř chtěla vyvinout agregovaný produkt, který by měl optimální směšovací, pevnostní a porézní vlastnosti a našel způsob, jak jej vyrobit z velkého množství odpadu.

Popel z uhlí - vedlejší produkt uhelných elektráren, který se získává spalováním uhlí. Každý rok jsou na skládky posílány stovky tun popela. Vědci z Drexel University věří, že našli použití práškového zbytku. Jsou přesvědčeni, že popel může způsobit, že beton bude odolnější a bez trhlin.

Rozvoj společnosti Farnam

"Řešení, které jsme přišli, bylo zpracování odpadu z uhelného popela na porézní, lehký agregát s vynikajícím výkonem, který lze vyrobit s nižšími náklady než stávající přírodní a syntetické možnosti," řekl Farnam (zakladatel myšlenky).

Je vědecky prokázáno, že uvedená přísada významně prodlouží životnost betonu a učiní jej mnohokrát silnějším. Koncept vnitřního kalení byl vyvinut v posledním desetiletí, pro usnadnění procesu vytvrzování se používá porézní lehký agregát. Aditivum může udržovat konstantní hladinu vlhkosti uvnitř betonu, což pomáhá rovnoměrnému vytvrzování zevnitř.

Křemičitan vápenatý v betonu

Mikrokuličky vyrobené z křemičitanu vápenatého byly vyvinuty vědci z Rice University. Je prokázáno, že vynález pomůže získat trvanlivější a ekologičtější beton se zlepšenými mechanickými vlastnostmi (pevnost, tvrdost, elasticita a trvanlivost) než portlandský cement, nejběžnější pojivo používané v betonu. Velikost kuliček je v průměru od 100 do 500 nanometrů. Jejich použití slibuje snížení energetické náročnosti výroby cementu (jedno z nejčastějších pojiv v betonu). Shahsavardi tvrdí, že koule jsou vhodné pro inženýrství aplikací kostní tkáně, izolace, keramiky a kompozitů, jakož i cementu.

Podle Shahsavardiho bude zvýšení pevnosti cementu přispívat k:

• Snižte hmotnost betonu.
• Nižší spotřeba materiálu.
• Snížená spotřeba energie při výrobě betonu.
• Snížení emisí uhlíku během výrobního procesu.

Vědec uvedl, že velikost a tvar částic jako celku mají významný dopad na mechanické vlastnosti a trvanlivost sypkých materiálů, jako je beton.

Recyklovaný beton z pneumatik

Inženýři UBC vyvinuli odolnější typ betonu pomocí recyklovaných pneumatik. Látku lze použít pro betonové konstrukce, jako jsou budovy, silnice, přehrady a mosty. Zároveň se výrazně sníží objem odpadu na skládkách.

Výzkumníci provedli experimenty s různými podíly recyklovaných vláken pneumatik a dalších materiálů používaných v betonu - cementu, písku a vodě - než našli perfektní směs. Skládá se z 0,35% vláken pneumatiky. V USA, Německu, Španělsku, Brazílii a Číně již existují asfaltové silnice s drťovou pryží z drcených pneumatik.Je prokázáno, že přítomnost těchto částic přispěla ke zlepšení elasticity betonu a prodloužení jeho životnosti.

Výsledky zkoušky betonu v pneumatikách

Laboratorní testy potvrdily, že beton vyztužený vlákny snižuje praskání o více než 90 procent ve srovnání s klasickou směsí. Je to kvůli polymerním vláknům, která se při tvorbě trhlin překrývají, což pomáhá chránit strukturu a prodlužuje její životnost.

"Většina opotřebovaných pneumatik je pohřbena." Přidání vláken do betonu může snížit uhlíkovou stopu v pneumatikářském průmyslu a také snížit emise ve stavebnictví, protože výroba cementu je významným zdrojem emisí skleníkových plynů, “uvedla Bantia, ředitelka výzkumu UBC.

Byl použit nový betonkrokové opláštění před budovou Macmillan na kampusu UBC. Tým Banthia monitoruje svůj stav pomocí senzorů zabudovaných do betonu, sleduje vývoj napětí, trhlin a dalších faktorů. V současnosti výsledky pozorování potvrzují výsledky laboratorních testů a ukazují na významné snížení praskání.

Jak se vyhnout destrukci betonu z kyseliny sírové?

Atmosférické a chemické účinky na betonový povlak nepříznivě ovlivňují jeho stav. Destrukci betonu z kyseliny sírové lze zabránit nalezením způsobů, jak zabránit adsorpci jeho plynného prekurzoru do betonu. V průběhu svého výzkumu Matthew Lasic zjistil, že za účelem ochrany betonové infrastruktury před korozivními vlivy je nutné předběžné ošetření zaměřené na adsorpční místa v hydrátu cementu, kde je připojena většina molekul sirovodíku. Tento přístup však může být obtížný kvůli jejich rozsáhlému používání.

Porézní struktura způsobuje, že beton je náchylný k adsorpci zemního plynu. Autoři ve své studii provádějí analýzu nanočástic založenou na simulacích Monte Carlo, aby simulovali migraci molekul plynu do struktury hydrátu cementu. Jejich modelování naznačuje, že pro dobrou absorpci hydrátu cementu je nutná určitá kombinace velikosti molekuly a plochy povrchu.