6 inovații și modernizări ale betonului

Betonul se referă la materiale de construcție pentru piatră special create (artificiale). Este format din apă, un astringent (cel mai adesea - ciment) și umpluturi de diferite dimensiuni. beton este unul dintre cele mai utilizate materiale de construcție din lume. Acesta este materialul la alegere pentru cele mai multe drumuri mari noi, clădiri, poduri și multe alte structuri, datorită durabilității sale și a ușurinței relative de utilizare. Tehnologiile nu stau nemișcate, echipele de cercetare efectuează noi cercetări cu materialul prezentat, ca urmare a activității lor, apar noi dezvoltări.

Beton din lemn: realitate sau mit?

Anterior, lemnul a fost unul dintre cele mai frecvente materiale de construcție, dar astăzi a fost înlocuit cu amestecuri de beton. Dezvoltarea activă a tehnologiilor a permis combinarea a două tipuri de materiale, creând un amestec combinat de lemn și beton.

Programul elvețian pentru resurse naționale (NRP 66) se concentrează pe crearea unui amestec unic. Cercetătorii elvețieni au reușit să dezvolte o abordare radicală a combinației de lemn și beton: fac din beton rezistent, 50% din acestea fiind din lemn. Conținutul ridicat de lemn din amestecul de beton a contribuit la o bună izolare termică a materialului, fără a compromite rezistența la foc.

Principala diferență între amestecul descris și betonul clasic este înlocuirea pietrișului și nisip lemn cu granulație fină.

Realizarea betonului plutitor

„Nu cântăresc mai mult de jumătate din ceea ce cântărește betonul obișnuit - cel mai ușor dintre ei chiar plutesc!”, Spune organizatorul cercetării. În plus, după demontare, materialele pot fi reutilizate ca combustibil pentru căldură și electricitate. În ciuda respectării cerințelor de securitate la incendiu materialul de construcție poate fi ars în combinație cu alte deșeuri.

Rezultatele testelor de stres au confirmat că noul beton din lemn este potrivit pentru fabricarea de plăci și panouri de perete și poate deveni un material pentru structuri portante în construcții. În cursul studiilor viitoare, trebuie să aflăm în ce zone este mai bine să aplici un anumit tip de compozit din lemn-beton și metode eficiente de producere a acestuia. Potrivit Daya Zwiki (organizator), nivelul de cunoștințe necesare pentru o utilizare pe scară largă este încă prea limitat.

Beton de grafen revoluționar

Grafenul este o modificare a carbonului care a câștigat popularitate recent. Experți de la Universitatea din Exeter au dezvoltat o tehnică inovatoare folosind nano-inginerie pentru a introduce grafenul în producția clasică de amestecuri de beton. O tehnologie unică a creat beton rezistent, ecologic și rezistent. În plus, rezistența la apă a crescut semnificativ. Testarea materialului produs a dovedit respectarea deplină a standardelor britanice și europene de construcție.

Este important de menționat că noul concentrat consolidat cu grafen a redus semnificativ amprenta de carbon a metodelor tradiționale de producere a betonului, făcându-l mai durabil și mai ecologic. În același timp, emisiile de carbon au fost semnificativ reduse (cu 446 kg / t), iar cantitatea de materiale necesare pentru crearea betonului a fost redusă cu 50 la sută.Majoritatea oamenilor de știință sunt încrezători că noua tehnică va permite introducerea de noi nano-materiale în beton, modernizând astfel industria globală a construcțiilor.

Căutarea metodelor de construcție ecologică este un pas către reducerea emisiilor de carbon la nivel mondial și un mod de a proteja mediul. Aceasta este o investiție importantă în crearea unei industrii de construcții progresive pentru viitor.

Cenușă de cărbune în beton

Este dificil să obțineți conținutul exact de umiditate în interiorul betonului, deoarece pulberea și agregatele formează o matrice cimentară densă, care creează dificultăți pentru mișcarea umidității după începerea uscării. În plus, pentru uscare sunt necesare condiții atmosferice speciale. Dacă suprafața exterioară a betonului se usucă înainte ca partea internă să se întărească, aceasta poate duce la o structură mai slabă a produsului.

Laboratorul Farnam a dorit să dezvolte un produs agregat care să aibă caracteristici optime de amestecare, rezistență și porozitate și să găsească o modalitate de a-l produce dintr-o cantitate mare de deșeuri.

Cenușă de cărbune - un produs secundar al centralelor electrice pe cărbune, care se obține ca urmare a arderii cărbunelui. În fiecare an, sute de tone de cenușă sunt trimise în depozitul de deșeuri. Cercetătorii de la Universitatea Drexel cred că au găsit utilizarea unui reziduu praf. Ei sunt siguri că cenușa poate face betonul mai durabil și fără fisuri.

Dezvoltarea companiei Farnam

„Soluția cu care am venit a fost procesarea deșeurilor de cenușă de cărbune într-un agregat poros, ușor, cu performanțe superioare, care poate fi produsă cu un cost mai mic decât opțiunile naturale și sintetice existente”, a spus Farnam (fondatorul ideii).

Este dovedit științific că aditivul prezentat va crește semnificativ durata de viață a betonului, ceea ce-l va face mult mai puternic. Conceptul de întărire internă a fost dezvoltat în ultimul deceniu; un agregat poros ușor este utilizat pentru a facilita procesul de întărire. Aditivul poate menține un nivel constant de umiditate în interiorul betonului pentru a-l ajuta să se vindece uniform din interior.

Silicat de calciu în beton

Micro-sfere Silicatul de calciu a fost dezvoltat de oamenii de știință de la Universitatea Rice. S-a dovedit că invenția va ajuta la obținerea unui beton mai rezistent și mai ecologic, cu proprietăți mecanice îmbunătățite (rezistență, duritate, elasticitate și durabilitate) decât cimentul Portland, cel mai comun liant folosit în beton. Dimensiunea sferelor este cuprinsă între 100 și 500 nanometri în diametru. Utilizarea lor promite să reducă intensitatea energetică a producției de ciment (unul dintre cei mai comuni lianți din beton). Shahsavardi susține că sferele sunt potrivite pentru inginerie osoasă, izolare, ceramică și aplicații compozite, precum și ciment.

Potrivit lui Shahsavardi, o creștere a rezistenței la ciment va contribui la:

• Reduceți greutatea betonului.
• Consum redus de materiale.
• Consum redus de energie în timpul producției de beton.
• Reducerea emisiilor de carbon în timpul procesului de fabricație.

Savantul a spus că dimensiunea și forma particulelor în ansamblu au un impact semnificativ asupra proprietăților mecanice și a durabilității materialelor în vrac, cum ar fi betonul.

Beton de anvelopă reciclat

Inginerii UBC au dezvoltat un tip de beton mai rezistent folosind anvelope reciclate. Substanța poate fi folosită pentru structuri de beton precum clădiri, drumuri, baraje și poduri. În același timp, volumul deșeurilor din depozitele de deșeuri va fi redus semnificativ.

Cercetătorii au experimentat diferite proporții de fibre de anvelope reciclate și alte materiale utilizate în beton - ciment, nisip și apă - înainte de a găsi amestecul perfect. Este format din 0,35% din fibrele de anvelope. În SUA, Germania, Spania, Brazilia și China există deja drumuri asfaltate cu cauciuc firimit din anvelope zdrobite.Este dovedit că prezența acestor particule a contribuit la îmbunătățirea elasticității betonului și la prelungirea duratei sale de funcționare.

Rezultatele testelor din beton pentru anvelope

Testele de laborator au confirmat că betonul armat cu fibre reduce fisurarea cu mai mult de 90 la sută în comparație cu amestecul clasic. Acest lucru se datorează fibrelor polimerice care se suprapun fisurile pe măsură ce se formează, contribuind la protejarea structurii și la extinderea duratei sale de funcționare.

„Majoritatea anvelopelor uzate sunt destinate eliminării. Adăugarea de fibre în beton poate reduce amprenta de carbon a industriei anvelopelor, precum și reducerea emisiilor în industria construcțiilor, deoarece producția de ciment este o sursă semnificativă de emisii de gaze cu efect de seră ”, a declarat Bantia, directorul de cercetare al UBC.

S-a folosit beton noucu fața treptelor în fața clădirii Macmillan din campusul UBC. Echipa Banthia își monitorizează starea cu senzori înglobați în beton, monitorizând dezvoltarea stresului, fisurilor și a altor factori. În acest moment, rezultatele observației confirmă rezultatele testelor de laborator și indică o reducere semnificativă a fisurii.

Cum să evite distrugerea betonului din acidul sulfuric?

Efectele atmosferice și chimice asupra acoperirii de beton afectează negativ starea acestuia. Distrugerea betonului din acidul sulfuric poate fi evitată prin găsirea unor modalități de prevenire a adsorbției precursorului său de gaz în beton. În cursul cercetărilor sale, Matthew Lasic a constatat că, pentru a proteja infrastructura de beton de influențele corozive, este necesar un tratament preliminar care vizează siturile de adsorbție din hidratul de ciment, unde sunt atașate majoritatea moleculelor de hidrogen sulfurat. Cu toate acestea, această abordare poate fi dificilă datorită utilizării pe scară largă a acestora.

Structura poroasă face betonul vulnerabil la adsorbția gazelor naturale. În studiul lor, autorii efectuează o analiză la nano-scară bazată pe simulări de Monte Carlo pentru a simula migrarea moleculelor de gaz în structura hidratului de ciment. Modelarea lor sugerează că pentru o bună absorbție a hidratului de ciment este necesară o anumită combinație de dimensiuni moleculare și suprafață.