6 innovaties en moderniseringen van beton

Beton verwijst naar speciaal gemaakte (kunstmatige) stenen bouwmaterialen. Het bestaat uit water, een samentrekkend middel (meestal - cement) en vulstoffen van verschillende grootte. beton is een van de meest gebruikte bouwmaterialen ter wereld. Dit is het materiaal bij uitstek voor de meeste nieuwe grote wegen, gebouwen, bruggen en vele andere constructies vanwege de duurzaamheid en het relatieve gebruiksgemak. Technologieën staan ​​niet stil, onderzoeksteams doen nieuw onderzoek met het gepresenteerde materiaal, als gevolg van hun werk verschijnen nieuwe ontwikkelingen.

Beton gemaakt van hout: realiteit of mythe?

Voorheen was hout een van de meest voorkomende bouwmaterialen, maar tegenwoordig werd het vervangen door betonmixen. Door de actieve ontwikkeling van technologieën kunnen 2 soorten materialen worden gecombineerd, waardoor een combinatie van hout en beton ontstaat.

Het Swiss National Resource Wood Program (NRP 66) richt zich op het creëren van een unieke mix. Zwitserse onderzoekers zijn erin geslaagd een radicale benadering te ontwikkelen voor de combinatie van hout en beton: ze maken resistent beton, waarvan 50 procent van hout is. Het hoge gehalte aan hout in het betonmengsel droeg bij tot een goede thermische isolatie van het materiaal zonder de brandweerstand in gevaar te brengen.

Het belangrijkste verschil tussen het beschreven mengsel en klassiek beton is de vervanging van grind en zand fijnkorrelig hout.

Zwevend beton maken

"Ze wegen niet meer dan de helft van wat gewoon beton weegt - de lichtste van hen drijft zelfs!", Zegt de onderzoeksorganisator. Na demontage kunnen de materialen bovendien worden hergebruikt als brandstof voor warmte en elektriciteit. Ondanks naleving van brandveiligheidseisen bouwmateriaal kan worden verbrand in combinatie met ander afval.

De resultaten van stresstests bevestigden dat het nieuwe houtbeton geschikt is voor de productie van platen en wandpanelen en een materiaal kan worden voor dragende constructies in de bouw. In de loop van komende studies moet worden nagegaan op welke gebieden het beter is om een ​​bepaald type houtbetoncomposiet en effectieve productiemethoden toe te passen. Volgens Daya Zwiki (organisator) is het kennisniveau dat nodig is voor wijdverbreid gebruik nog steeds te beperkt.

Revolutionair grafeenbeton

Grafeen is een koolstofmodificatie die de laatste tijd aan populariteit wint. Experts van de Universiteit van Exeter hebben een innovatieve techniek ontwikkeld met behulp van nano-engineering om grafeen in de klassieke productie van betonmengsels te introduceren. Een unieke technologie heeft duurzaam, milieuvriendelijk en duurzaam beton gecreëerd. Bovendien is de waterbestendigheid aanzienlijk toegenomen. Het testen van het geproduceerde materiaal heeft bewezen volledig te voldoen aan de Britse en Europese bouwnormen.

Het is belangrijk op te merken dat het nieuwe met grafeen versterkte concentraat de koolstofvoetafdruk van traditionele betonnen productiemethoden aanzienlijk verminderde, waardoor het duurzamer en milieuvriendelijker werd. Tegelijkertijd werd de CO2-uitstoot aanzienlijk verminderd (met 446 kg / t) en werd de hoeveelheid benodigde materialen om beton te maken met 50 procent verminderd.De meeste wetenschappers zijn ervan overtuigd dat de nieuwe techniek de introductie van nieuwe nanomaterialen in beton mogelijk maakt, waardoor de wereldwijde bouwsector wordt gemoderniseerd.

De zoektocht naar groene bouwmethoden is een stap in de richting van wereldwijde vermindering van koolstofemissies en een manier om het milieu te beschermen. Dit is een belangrijke investering in het creëren van een progressieve bouwsector voor de toekomst.

Steenkoolas in beton

Het is moeilijk om het exacte vochtgehalte in het beton te verkrijgen, omdat het poeder en de aggregaten een dichte cementachtige matrix vormen, die problemen veroorzaakt voor de beweging van vocht nadat het drogen begint. Bovendien zijn speciale atmosferische omstandigheden vereist voor het drogen. Als het buitenoppervlak van het beton droogt voordat het interne deel hard wordt, kan dit leiden tot een zwakkere structuur van het product.

Het laboratorium van Farnam wilde een geaggregeerd product ontwikkelen dat optimale meng-, sterkte- en porositeitseigenschappen zou hebben en een manier vinden om het te maken uit een grote hoeveelheid afval.

Steenkoolas - een bijproduct van kolengestookte energiecentrales, die wordt verkregen door verbranding van kolen. Elk jaar worden honderden tonnen as naar een stortplaats gestuurd. Onderzoekers van de Drexel-universiteit geloven dat ze het gebruik van een poederachtig residu hebben gevonden. Ze zijn ervan overtuigd dat as beton duurzamer en scheurvrij kan maken.

Bedrijfsontwikkeling Farnam

"De oplossing die we bedachten was de verwerking van kolenasafval tot een poreus, lichtgewicht aggregaat met superieure prestaties die goedkoper kunnen worden geproduceerd dan bestaande natuurlijke en synthetische opties," zei Farnam (oprichter van het idee).

Het is wetenschappelijk bewezen dat het gepresenteerde additief de levensduur van beton aanzienlijk zal verlengen en veel sterker zal maken. Het concept van interne verharding is in het afgelopen decennium ontwikkeld; een poreus lichtgewicht aggregaat wordt gebruikt om het uithardingsproces te vergemakkelijken. Het additief kan een constant vochtniveau in het beton handhaven om het van binnenuit gelijkmatig te laten genezen.

Calciumsilicaat in beton

Microbollen gemaakt van calciumsilicaat zijn ontwikkeld door wetenschappers van Rice University. Het is bewezen dat de uitvinding zal helpen om een ​​duurzamer en milieuvriendelijk beton te verkrijgen, met verbeterde mechanische eigenschappen (sterkte, hardheid, elasticiteit en duurzaamheid) dan Portlandcement, het meest voorkomende bindmiddel dat in beton wordt gebruikt. De grootte van de bollen is van 100 tot 500 nanometer in diameter. Het gebruik ervan belooft de energie-intensiteit van cementproductie te verminderen (een van de meest voorkomende bindmiddelen in beton). Shahsavardi beweert dat de bollen geschikt zijn voor de engineering van botweefsel, isolatie, keramiek en composiettoepassingen, evenals cement.

Volgens Shahsavardi zal een toename van de cementsterkte bijdragen aan:

• Verminder het gewicht van beton.
• Minder materiaalverbruik.
• Lager energieverbruik tijdens betonproductie.
• CO2-uitstoot tijdens het productieproces verminderen.

De wetenschapper zei dat de grootte en vorm van de deeltjes als geheel een aanzienlijke invloed hebben op de mechanische eigenschappen en duurzaamheid van bulkmaterialen zoals beton.

Gerecycled bandbeton

UBC-ingenieurs hebben een meer veerkrachtig type beton ontwikkeld met behulp van gerecyclede banden. De stof kan worden gebruikt voor betonconstructies zoals gebouwen, wegen, dammen en bruggen. Tegelijkertijd zal de hoeveelheid afval op stortplaatsen aanzienlijk worden verminderd.

Onderzoekers experimenteerden met verschillende verhoudingen van gerecyclede bandvezels en andere materialen die in beton worden gebruikt - cement, zand en water - voordat ze de perfecte mix vonden. Het bestaat uit 0,35% bandvezels. In de VS, Duitsland, Spanje, Brazilië en China zijn er al asfaltwegen met kruimelrubber van verbrijzelde banden.Het is bewezen dat de aanwezigheid van deze deeltjes heeft bijgedragen aan het verbeteren van de elasticiteit van beton en het verlengen van de levensduur ervan.

Concrete testresultaten voor banden

Laboratoriumtests hebben bevestigd dat vezelversterkt beton het scheuren met meer dan 90 procent vermindert in vergelijking met de klassieke mix. Dit komt door de polymeervezels die de scheuren tijdens het vormen overlappen, waardoor de structuur wordt beschermd en de levensduur wordt verlengd.

“De meeste versleten banden zijn voor begrafenis. Het toevoegen van vezels aan beton kan de koolstofvoetafdruk van de bandenindustrie verminderen, evenals de uitstoot in de bouwsector verminderen, aangezien cementproductie een belangrijke bron van broeikasgasemissies is, "zei Bantia, onderzoeksdirecteur van UBC.

Er werd nieuw beton voor gebruikttrapbekleding voor het Macmillan-gebouw op de UBC-campus. Het Banthia-team bewaakt de toestand ervan met sensoren ingebed in beton en volgt de ontwikkeling van stress, scheuren en andere factoren. Op dit moment bevestigen de observatieresultaten de resultaten van laboratoriumtests en wijzen op een significante vermindering van het kraken.

Hoe de vernietiging van beton uit zwavelzuur te voorkomen?

De atmosferische en chemische effecten op de betoncoating hebben een negatieve invloed op de toestand ervan. Vernietiging van beton door zwavelzuur kan worden voorkomen door manieren te vinden om de adsorptie van zijn gasvoorloper in beton te voorkomen. In de loop van zijn onderzoek ontdekte Matthew Lasic dat, om de betonnen infrastructuur tegen corrosie te beschermen, een voorafgaande behandeling nodig is gericht op de adsorptieplaatsen in cementhydraat, waar de meeste waterstofsulfidemoleculen zijn bevestigd. Deze benadering kan echter moeilijk zijn vanwege het wijdverbreide gebruik ervan.

De poreuze structuur maakt beton kwetsbaar voor adsorptie van aardgas. In hun onderzoek voeren de auteurs nanoschaalanalyses uit op basis van Monte Carlo-simulaties om de migratie van gasmoleculen naar de structuur van cementhydraat te simuleren. Hun modellering suggereert dat voor een goede absorptie van cementhydraat een bepaalde combinatie van moleculaire grootte en oppervlakte vereist is.