6 inovasi dan pemodenan konkrit

Konkrit merujuk kepada bahan bangunan batu buatan (buatan) yang dibuat secara khusus. Ia terdiri daripada air, astringen (paling kerap - simen) dan pengisi saiz yang berbeza. Konkrit adalah salah satu bahan binaan paling banyak digunakan di dunia. Ini adalah bahan pilihan untuk kebanyakan jalan besar baru, bangunan, jambatan dan banyak struktur lain kerana ketahanan dan kemudahan relatif penggunaannya. Teknologi tidak berdiam diri, pasukan penyelidikan menjalankan penyelidikan baru dengan bahan yang dibentangkan, hasil kerja mereka, perkembangan baru muncul.

Konkrit diperbuat daripada kayu: realiti atau mitos?

Sebelum ini, kayu adalah salah satu bahan binaan yang paling biasa, tetapi hari ini ia digantikan dengan campuran konkrit. Perkembangan teknologi yang aktif telah dibenarkan untuk menggabungkan 2 jenis bahan, mewujudkan gabungan campuran kayu dan konkrit.

Program Kayu Sumber Nasional Swiss (NRP 66) memberi tumpuan kepada penciptaan gabungan yang unik. Penyelidik Switzerland telah berjaya membangunkan pendekatan radikal untuk gabungan kayu dan konkrit: mereka membuat konkrit tahan, 50 peratus daripadanya diperbuat daripada kayu. Kandungan kayu yang tinggi dalam campuran konkrit menyumbang kepada penebatan haba yang baik bahan tersebut tanpa menjejaskan ketahanan api.

Perbezaan utama antara campuran yang dijelaskan dan konkrit klasik ialah penggantian kerikil dan pasir kayu halus.

Membuat konkrit terapung

"Mereka menimbang tidak lebih dari separuh betapa beratnya konkrit biasa - yang paling ringan dari mereka juga terapung!" Kata penganjur penyelidikan. Selain itu, selepas pembongkaran, bahan-bahan boleh digunakan semula sebagai bahan api untuk haba dan elektrik. Walaupun mematuhi keperluan keselamatan kebakaran Bahan binaan boleh dibakar bersempena sisa lain.

Keputusan ujian tekanan mengesahkan bahawa konkrit kayu yang baru sesuai untuk pembuatan lempengan dan panel dinding dan boleh menjadi bahan untuk struktur galas beban dalam pembinaan. Dalam perjalanan kajian yang akan datang, diperlukan untuk mengetahui di mana bidang lebih baik menerapkan komposit kayu-beton jenis tertentu dan cara efektif produksinya. Menurut Daya Zwiki (penganjur), tahap pengetahuan yang diperlukan untuk kegunaan meluas masih terlalu terhad.

Konkrit graphene revolusi

Graphene adalah pengubahsuaian karbon yang telah mendapat populariti baru-baru ini. Pakar dari University of Exeter telah membangunkan teknik inovatif menggunakan nano-engineering untuk memperkenalkan graphene ke dalam pengeluaran klasik campuran konkrit. Teknologi yang unik telah mewujudkan konkrit tahan lama, mesra alam dan tahan lama. Di samping itu, rintangan air telah meningkat dengan ketara. Ujian bahan yang dihasilkan telah membuktikan pematuhan penuh dengan standard bangunan British dan Eropah.

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa pekat bertekanan grafena yang baru berkurangan secara signifikan terhadap jejak karbon kaedah pengeluaran konkrit tradisional, menjadikannya lebih mampan dan mesra alam. Pada masa yang sama, pelepasan karbon dikurangkan dengan ketara (sebanyak 446 kg / t), dan jumlah bahan yang diperlukan untuk membuat konkrit dikurangkan sebanyak 50 peratus.Kebanyakan saintis yakin bahawa teknik baru ini akan membolehkan pengenalan bahan nano baru menjadi konkrit, sekali gus memodenkan industri pembinaan global.

Pencarian untuk kaedah bangunan hijau adalah langkah ke arah mengurangkan pelepasan karbon di seluruh dunia dan cara untuk melindungi alam sekitar. Ini merupakan pelaburan penting dalam mewujudkan industri pembinaan progresif untuk masa depan.

Abu arang dalam konkrit

Sulit untuk mendapatkan kandungan lembapan yang tepat di dalam konkrit, kerana serbuk dan agregat membentuk matriks simen padat, yang menimbulkan kesukaran untuk pergerakan kelembapan selepas pengeringan bermula. Di samping itu, keadaan atmosfera khusus diperlukan untuk pengeringan. Sekiranya permukaan luar konkrit kering sebelum bahagian dalaman mengeras, ini boleh menyebabkan struktur produk yang lebih lemah.

Makmal Farnama mahu membangunkan produk agregat yang akan mempunyai ciri-ciri optimum untuk pencampuran, kekuatan dan keliangan, dan mencari jalan untuk membuatnya daripada sejumlah besar sisa.

Abu arang - hasil sampingan loji janakuasa arang batu, yang diperoleh daripada pembakaran arang batu Setiap tahun, beratus-ratus tan abu dihantar ke tapak pelupusan. Penyelidik di Universiti Drexel percaya mereka mendapati penggunaan sisa serbuk. Mereka yakin bahawa abu boleh membuat konkrit lebih tahan lama dan retak percuma.

Pembangunan syarikat Farnam

"Penyelesaian yang kami hasilkan adalah pemprosesan sisa buangan arang batu ke dalam agregat berliang, ringan dengan prestasi unggul yang boleh dihasilkan pada kos yang lebih rendah daripada pilihan semulajadi dan sintetik sedia ada," kata Farnam (pengasas idea itu).

Dibuktikan secara saintifik bahawa bahan tambahan yang dibentangkan akan meningkatkan kehidupan perkhidmatan konkrit, menjadikannya berkali-kali lebih kuat. Konsep pengerasan dalaman telah dibangunkan pada dekad yang lalu, agregat ringan berliang digunakan untuk memudahkan proses pengawetan. Aditif dapat mengekalkan kelembapan yang berterusan di dalam konkrit untuk membantu menyembuhkan secara merata dari dalam.

Kalsium silikat dalam konkrit

Sfera mikro terbuat dari kalsium silikat yang dibangunkan oleh saintis dari Rice University. Dibuktikan bahawa ciptaan ini akan membantu mendapatkan konkrit yang lebih tahan lama dan mesra alam, dengan sifat mekanik yang lebih baik (kekuatan, kekerasan, keanjalan dan ketahanan) daripada simen Portland, pengikat yang paling biasa digunakan dalam konkrit. Saiz sfera adalah dari diameter 100 hingga 500 nanometer. Penggunaannya menjanjikan untuk mengurangkan intensiti tenaga pengeluaran simen (salah satu pengikat yang paling biasa dalam konkrit). Shahsavardi mendakwa bahawa sfera sesuai untuk kejuruteraan tisu tulang, penebat, seramik dan aplikasi komposit, serta simen.

Menurut Shahsavardi, peningkatan kekuatan simen akan menyumbang kepada:

• Kurangkan berat konkrit.
• Kurang penggunaan bahan.
• Pengurangan penggunaan tenaga semasa pengeluaran konkrit.
• Mengurangkan pengeluaran karbon semasa proses pembuatan.

Saintis mengatakan bahawa saiz dan bentuk zarah secara keseluruhan mempunyai kesan yang signifikan terhadap sifat-sifat mekanik dan ketahanan bahan-bahan pukal seperti konkrit.

Konkrit tayar yang dikitar semula

Jurutera UBC telah membangunkan jenis konkrit yang lebih berdaya tahan menggunakan tayar kitar semula. Bahan ini boleh digunakan untuk struktur konkrit seperti bangunan, jalan raya, empangan dan jambatan. Pada masa yang sama, jumlah sampah di tapak pelupusan akan dikurangkan dengan ketara.

Penyelidik bereksperimen dengan pelbagai perkadaran serat tayar kitar semula dan bahan lain yang digunakan dalam konkrit - simen, pasir, dan air - sebelum mereka mendapati campuran sempurna. Ia terdiri daripada 0.35% gentian tayar. Di Amerika Syarikat, Jerman, Sepanyol, Brazil dan China terdapat jalan aspal dengan getah serbuk dari tayar hancur.Dibuktikan bahawa kehadiran zarah-zarah ini telah menyumbang kepada peningkatan keanjalan konkrit dan memanjangkan hayat perkhidmatannya.

Keputusan ujian konkrit tayar

Ujian makmal telah mengesahkan bahawa konkrit bertetulang serat mengurangkan retak oleh lebih daripada 90 peratus berbanding campuran klasik. Ini disebabkan oleh serat polimer yang bertindih dengan keretakan yang mereka bentuk, membantu melindungi struktur dan memanjangkan hayat perkhidmatannya.

"Kebanyakan tayar yang dipakai untuk pelupusan. Menambah gentian ke konkrit dapat mengurangkan jejak karbon industri tayar, serta mengurangkan pelepasan dalam industri pembinaan, kerana pengeluaran simen merupakan sumber pelepasan gas rumah hijau yang penting, "kata Bantia, pengarah penyelidikan UBC.

Konkrit baru digunakan untukmenghadapi langkah-langkah di hadapan bangunan Macmillan di kampus UBC. Pasukan Banthia memantau keadaannya dengan sensor yang tertanam dalam konkrit, memantau perkembangan tekanan, keretakan dan faktor lain. Pada masa ini, hasil pemerhatian mengesahkan keputusan ujian makmal dan menunjukkan pengurangan yang signifikan dalam retak.

Bagaimana untuk mengelakkan pemusnahan konkrit daripada asid sulfurik?

Kesan atmosfera dan kimia pada lapisan konkrit menjejaskan keadaannya. Pemusnahan konkrit daripada asid sulfurik boleh dielakkan dengan mencari cara untuk mencegah penjerapan gas terdahulu menjadi konkrit. Semasa penyelidikannya, Matthew Lasic mendapati bahawa untuk melindungi infrastruktur konkrit dari pengaruh korosif, rawatan awal diperlukan untuk tapak penjerapan dalam hidrat simen, di mana kebanyakan molekul hidrogen sulfida dilampirkan. Walau bagaimanapun, pendekatan ini mungkin sukar disebabkan oleh penggunaannya yang meluas.

Struktur poros membuat konkrit terdedah kepada penjerapan gas asli. Dalam kajian mereka, penulis menjalankan analisis nano berdasarkan simulasi Monte Carlo untuk mensimulasikan penghijrahan molekul gas ke dalam struktur hidrat simen. Pemodelan mereka menunjukkan bahawa untuk penyerapan simen yang baik hidrat gabungan kombinasi saiz molekul dan kawasan permukaan diperlukan.