6 innovations et modernisations du béton

Le béton fait référence aux matériaux de construction en pierre (artificiels) spécialement créés. Il se compose d'eau, un astringent (le plus souvent - ciment) et des charges de différentes tailles. Le béton est l'un des matériaux de construction les plus utilisés au monde. C'est le matériau de choix pour la plupart des nouvelles grandes routes, bâtiments, ponts et de nombreuses autres structures en raison de sa durabilité et de sa relative facilité d'utilisation. Les technologies ne s'arrêtent pas, les équipes de recherche mènent de nouvelles recherches avec le matériel présenté, à la suite de leurs travaux, de nouveaux développements apparaissent.

Le béton en bois: réalité ou mythe?

Auparavant, le bois était l'un des matériaux de construction les plus courants, mais aujourd'hui il a été remplacé par des mélanges de béton. Le développement actif des technologies a permis de combiner 2 types de matériaux, créant un mélange combiné de bois et de béton.

Le programme national suisse de ressources en bois (PNR 66) vise à créer un mélange unique. Des chercheurs suisses ont réussi à développer une approche radicale de la combinaison du bois et du béton: ils fabriquent du béton résistant, dont 50% est en bois. La haute teneur en bois du mélange de béton a contribué à une bonne isolation thermique du matériau sans compromettre la résistance au feu.

La principale différence entre le mélange décrit et le béton classique est le remplacement du gravier et sable bois à grain fin.

Faire du béton flottant

«Ils ne pèsent pas plus de la moitié de ce que le béton ordinaire pèse - les plus légers d'entre eux flottent même!», Explique l'organisateur de la recherche. De plus, après démontage, les matériaux peuvent être réutilisés comme combustible pour la chaleur et l'électricité. Malgré le respect des exigences de sécurité incendie les matériaux de construction peuvent être brûlés en conjonction avec d'autres déchets.

Les résultats des tests de résistance ont confirmé que le nouveau béton de bois convient à la fabrication de dalles et de panneaux muraux et peut devenir un matériau pour les structures portantes dans la construction. Au cours des études à venir, il est nécessaire de découvrir dans quels domaines il est préférable d'appliquer un certain type de composite bois-béton et des méthodes efficaces de production. Selon Daya Zwiki (organisateur), le niveau de connaissances requis pour une utilisation généralisée est encore trop limité.

Béton graphène révolutionnaire

Le graphène est une modification du carbone qui a récemment gagné en popularité. Des experts de l'Université d'Exeter ont développé une technique innovante utilisant la nano-ingénierie pour introduire le graphène dans la production classique de mélanges de béton. Une technologie unique a créé un béton durable, écologique et durable. De plus, la résistance à l'eau a considérablement augmenté. L'essai du matériau produit a prouvé sa pleine conformité avec les normes de construction britanniques et européennes.

Il est important de noter que le nouveau concentré renforcé de graphène a considérablement réduit l'empreinte carbone des méthodes traditionnelles de production de béton, le rendant plus durable et plus respectueux de l'environnement. Dans le même temps, les émissions de carbone ont été considérablement réduites (de 446 kg / t) et la quantité de matériaux nécessaires pour créer le béton a été réduite de 50%.La plupart des scientifiques sont convaincus que la nouvelle technique permettra l'introduction de nouveaux nanomatériaux dans le béton, modernisant ainsi l'industrie mondiale de la construction.

La recherche de méthodes de construction écologiques est une étape vers la réduction des émissions de carbone dans le monde et un moyen de protéger l'environnement. Il s'agit d'un investissement important dans la création d'une industrie de la construction progressive pour l'avenir.

Cendres de charbon dans le béton

Il est difficile d'obtenir la teneur en humidité exacte à l'intérieur du béton, car la poudre et les agrégats forment une matrice cimentaire dense, ce qui crée des difficultés pour le mouvement de l'humidité après le début du séchage. De plus, des conditions atmosphériques spéciales sont requises pour le séchage. Si la surface externe du béton sèche avant que la partie interne ne durcisse, cela peut entraîner une structure plus faible du produit.

Le laboratoire de Farnam voulait développer un produit d'agrégat qui aurait des caractéristiques optimales de mélange, de résistance et de porosité, et trouver un moyen de le fabriquer à partir d'une grande quantité de déchets.

Cendres de charbon - un sous-produit des centrales électriques au charbon, résultant de la combustion du charbon. Chaque année, des centaines de tonnes de cendres sont envoyées dans une décharge. Des chercheurs de l'Université de Drexel pensent avoir découvert l'utilisation d'un résidu pulvérulent. Ils sont convaincus que les cendres peuvent rendre le béton plus durable et sans fissures.

Développement de l'entreprise Farnam

"La solution que nous avons trouvée a été le traitement des déchets de cendres de charbon en un agrégat poreux et léger avec des performances supérieures qui peuvent être produites à un coût inférieur aux options naturelles et synthétiques existantes", a déclaré Farnam (fondateur de l'idée).

Il est scientifiquement prouvé que l'additif présenté augmentera considérablement la durée de vie du béton, le rendra beaucoup plus résistant. Le concept de durcissement interne a été développé au cours de la dernière décennie; un agrégat léger poreux est utilisé pour faciliter le processus de durcissement. L'additif peut maintenir un niveau constant d'humidité à l'intérieur du béton pour l'aider à durcir uniformément de l'intérieur.

Silicate de calcium dans le béton

Micro sphères en silicate de calcium ont été développés par des scientifiques de l'Université Rice. Il est prouvé que l'invention aidera à obtenir un béton plus durable et respectueux de l'environnement, avec des propriétés mécaniques améliorées (résistance, dureté, élasticité et durabilité) que le ciment Portland, le liant le plus couramment utilisé dans le béton. La taille des sphères est de 100 à 500 nanomètres de diamètre. Leur utilisation promet de réduire l'intensité énergétique de la production de ciment (l'un des liants les plus courants dans le béton). Shahsavardi affirme que les sphères conviennent à l'ingénierie des tissus osseux, à l'isolation, à la céramique et aux applications composites, ainsi qu'au ciment.

Selon Shahsavardi, une augmentation de la résistance du ciment contribuera à:

• Réduisez le poids du béton.
• Moins de consommation de matière.
• Réduction de la consommation d'énergie lors de la production de béton.
• Réduire les émissions de carbone pendant le processus de fabrication.

Le scientifique a déclaré que la taille et la forme des particules dans leur ensemble ont un impact significatif sur les propriétés mécaniques et la durabilité des matériaux en vrac tels que le béton.

Béton de pneu recyclé

Les ingénieurs de l'UBC ont développé un type de béton plus résilient en utilisant des pneus recyclés. La substance peut être utilisée pour les structures en béton telles que les bâtiments, les routes, les barrages et les ponts. Dans le même temps, le volume de déchets dans les décharges sera considérablement réduit.

Les chercheurs ont mené des expériences avec différentes proportions de fibres de pneus recyclées et d'autres matériaux utilisés dans le béton - le ciment, le sable et l'eau - avant de trouver le mélange parfait. Il est composé de 0,35% de fibres de pneumatique. Aux États-Unis, en Allemagne, en Espagne, au Brésil et en Chine, il existe déjà des routes asphaltées avec de la chapelure de caoutchouc provenant de pneus écrasés.Il est prouvé que la présence de ces particules a contribué à améliorer l'élasticité du béton et à prolonger sa durée de vie.

Résultats des tests sur le béton des pneus

Des tests en laboratoire ont confirmé que le béton fibré réduit la fissuration de plus de 90% par rapport au mélange classique. Cela est dû aux fibres polymères qui chevauchent les fissures au fur et à mesure de leur formation, contribuant à protéger la structure et à prolonger sa durée de vie.

«La plupart des pneus usés sont destinés à être éliminés. L'ajout de fibres au béton peut réduire l'empreinte carbone de l'industrie des pneus, ainsi que les émissions dans l'industrie de la construction, car la production de ciment est une source importante d'émissions de gaz à effet de serre », a déclaré Bantia, directeur de la recherche à l'UBC.

Du béton neuf a été utilisé pourface des marches devant l'immeuble Macmillan sur le campus de l'UBC. L'équipe Banthia surveille son état avec des capteurs intégrés dans le béton, surveillant le développement des contraintes, des fissures et d'autres facteurs. À l'heure actuelle, les résultats d'observation confirment les résultats des tests de laboratoire et indiquent une réduction significative de la fissuration.

Comment éviter la destruction du béton de l'acide sulfurique?

Les effets atmosphériques et chimiques sur le revêtement de béton affectent négativement son état. La destruction du béton de l'acide sulfurique peut être évitée en trouvant des moyens d'empêcher l'adsorption de son précurseur de gaz dans le béton. Au cours de ses recherches, Matthew Lasic a découvert que pour protéger l'infrastructure en béton des influences corrosives, un traitement préliminaire est nécessaire visant les sites d'adsorption dans l'hydrate de ciment, où sont fixées la plupart des molécules de sulfure d'hydrogène. Cependant, cette approche peut être difficile en raison de leur utilisation répandue.

La structure poreuse rend le béton vulnérable à l'adsorption de gaz naturel. Dans leur étude, les auteurs effectuent une analyse à l'échelle nanométrique basée sur des simulations de Monte Carlo pour simuler la migration de molécules de gaz dans la structure de l'hydrate de ciment. Leur modélisation suggère que pour une bonne absorption de l'hydrate de ciment, une certaine combinaison de taille moléculaire et de surface est requise.