6 innovationer och moderniseringar av betong

Betong avser speciellt skapade (konstgjorda) stenbyggnadsmaterial. Det består av vatten, en ansträngande (oftast - cement) och fyllmedel i olika storlekar. betong är ett av de mest använda byggmaterialen i världen. Detta är det material som valts för de flesta nya stora vägar, byggnader, broar och många andra strukturer på grund av dess hållbarhet och relativa användarvänlighet. Teknologier står inte stilla, forskargrupper bedriver ny forskning med det presenterade materialet, som ett resultat av deras arbete dyker upp nya utvecklingar.

Betong av trä: verklighet eller myt?

Tidigare var trä ett av de vanligaste byggnadsmaterialen, men idag ersattes det av betongblandningar. Aktiv utveckling av teknik har gjort det möjligt att kombinera två typer av material, vilket skapar en kombinerad blandning av trä och betong.

Swiss National Resource Wood-programmet (NRP 66) fokuserar på att skapa en unik blandning. Schweiziska forskare har lyckats utveckla en radikal metod för kombinationen av trä och betong: de tillverkar beständig betong, varav 50 procent är tillverkat av trä. Det höga halten trä i betongblandningen bidrog till en god värmeisolering av materialet utan att äventyra brandmotstånd.

Den huvudsakliga skillnaden mellan den beskrivna blandningen och klassisk betong är ersättningen av grus och sand finkornigt trä.

Tillverkning av flytande betong

”De väger inte mer än hälften av vad vanlig betong väger - de lättaste av dem flyter till och med!” Säger forskningsarrangören. Dessutom kan materialen efter demontering återanvändas som bränsle för värme och el. Trots att kraven på brandsäkerhet uppfylls byggnadsmaterial kan brännas i samband med annat avfall.

Resultaten av stresstester bekräftade att den nya träbetongen är lämplig för tillverkning av plattor och väggpaneler och kan bli ett material för bärande konstruktioner i konstruktion. Under kommande studier krävs det att ta reda på i vilka områden det är bättre att tillämpa en viss typ av träbetongkomposit och effektiva metoder för dess produktion. Enligt Daya Zwiki (arrangör) är den kunskapsnivå som krävs för utbredd användning fortfarande för begränsad.

Revolutionerande grafenbetong

Grafen är en kolmodifiering som har vunnit popularitet nyligen. Experter från University of Exeter har utvecklat en innovativ teknik med nano-engineering för att introducera grafen i den klassiska produktionen av betongblandningar. En unik teknologi har skapat hållbar, miljövänlig och hållbar betong. Dessutom har vattenresistensen ökat avsevärt. Testning av det producerade materialet har visat full överensstämmelse med brittiska och europeiska byggnormer.

Det är viktigt att notera att det nya grafenförstärkta koncentratet avsevärt minskade koldioxidavtrycket för traditionella betongproduktionsmetoder, vilket gjorde det mer hållbart och miljövänligt. Samtidigt minskade koldioxidutsläppen betydligt (med 446 kg / ton) och mängden material som behövdes för att skapa betong minskades med 50 procent.De flesta forskare är övertygade om att den nya tekniken kommer att möjliggöra införandet av nya nanomaterial i betong och därmed modernisera den globala byggindustrin.

Sökandet efter gröna byggmetoder är ett steg mot att minska koldioxidutsläppen över hela världen och ett sätt att skydda miljön. Detta är en viktig investering i att skapa en progressiv byggbransch för framtiden.

Kolaska i betong

Det är svårt att erhålla den exakta fukthalten i betongen, eftersom pulvret och aggregaten bildar en tät cementbaserad matris, vilket skapar svårigheter för fuktens rörelse efter att torkningen påbörjats. Dessutom krävs speciella atmosfäriska förhållanden för torkning. Om betongens yttre yta torkar innan den inre delen härdar, kan detta leda till en svagare struktur av produkten.

Farnams laboratorium ville utveckla en sammanlagd produkt som skulle ha optimala blandnings-, styrka- och porositetsegenskaper och hitta ett sätt att göra det från en stor mängd avfall.

Kolaska - en biprodukt från koleldade kraftverk, som erhålls som ett resultat av brinnande kol. Varje år skickas hundratals ton ask till deponi. Forskare vid Drexel University tror att de har funnit användningen av en pulverhaltig rest. De är övertygade om att aska kan göra betong mer hållbart och sprickfritt.

Företagets utveckling Farnam

"Lösningen vi kom fram till var bearbetning av kolaskaavfall till ett poröst, lättviktsaggregat med överlägsen prestanda som kan produceras till en lägre kostnad än existerande naturliga och syntetiska alternativ," säger Farnam (idéens grundare).

Det är vetenskapligt bevisat att det presenterade tillsatsen avsevärt kommer att öka livslängden för betong, göra det mycket starkare. Begreppet intern härdning utvecklades under det senaste decenniet, ett poröst lättviktsaggregat används för att underlätta härdningsprocessen. Tillsatsen kan upprätthålla en konstant fuktighetsnivå i betongen för att hjälpa den att bota jämnt från insidan.

Kalciumsilikat i betong

Mikrosfärer tillverkade av kalciumsilikat utvecklades av forskare från Rice University. Det bevisas att uppfinningen kommer att bidra till att erhålla en mer hållbar och miljövänlig betong med förbättrade mekaniska egenskaper (hållfasthet, hårdhet, elasticitet och hållbarhet) än Portlandcement, det vanligaste bindemedlet som används i betong. Storleken på sfärerna är från 100 till 500 nanometer i diameter. Deras användning lovar att minska energiintensiteten för cementproduktion (ett av de vanligaste bindemedlen i betong). Shahsavardi hävdar att sfärerna är lämpliga för konstruktion av benvävnad, isolering, keramik och sammansatta applikationer samt cement.

Enligt Shahsavardi kommer en ökning av cementstyrkan att bidra till:

• Minska vikten på betong.
• Mindre materialförbrukning.
• Minskad energiförbrukning under betongproduktion.
• Minska koldioxidutsläppen under tillverkningsprocessen.

Forskaren sa att storleken och formen på partiklarna som helhet har en betydande inverkan på de mekaniska egenskaperna och hållbarheten hos bulkmaterial som betong.

Återvunnet däckbetong

UBC-ingenjörer har utvecklat en mer elastisk typ av betong med återvunnet däck. Ämnet kan användas för betongkonstruktioner som byggnader, vägar, dammar och broar. Samtidigt kommer mängden avfall i deponier att minskas avsevärt.

Forskare genomförde experiment med olika proportioner av återvunna däckfibrer och andra material som användes i betong - cement, sand och vatten - innan de hittade den perfekta blandningen. Den består av 0,35% av däckfibrerna. I USA, Tyskland, Spanien, Brasilien och Kina finns det redan asfaltvägar med smulagummi från krossade däck.Det är bevisat att närvaron av dessa partiklar har bidragit till att förbättra betongens elasticitet och förlänga dess livslängd.

Däckets konkreta testresultat

Laboratorietester har bekräftat att fiberarmerad betong minskar sprickbildning med mer än 90 procent jämfört med den klassiska blandningen. Detta beror på polymerfibrerna som överlappar sprickorna när de bildas, vilket hjälper till att skydda strukturen och förlänga dess livslängd.

”De flesta slitna däck är begravda. Att lägga till fiber till betong kan minska koldioxidavtrycket i däckindustrin, samt minska utsläppen i byggbranschen, eftersom cementproduktion är en betydande källa till utsläpp av växthusgaser, säger Bantia, UBC: s forskningsdirektör.

Ny betong användes försteg klädsel framför Macmillan-byggnaden på UBC-campus. Banthia-teamet övervakar sitt tillstånd med sensorer inbäddade i betong, övervakar utvecklingen av stress, sprickor och andra faktorer. För närvarande bekräftar resultaten av observationen resultaten av laboratorietester och indikerar en signifikant minskning av sprickbildning.

Hur undviks förstörelse av betong från svavelsyra?

De atmosfäriska och kemiska effekterna på betongbeläggningen påverkar dess tillstånd negativt. Förstörelse av betong från svavelsyra kan undvikas genom att hitta sätt att förhindra adsorption av dess gasprekursor till betong. Under sin forskning fann Matthew Lasic att för att skydda betonginfrastrukturen från frätande påverkan krävs en preliminär behandling inriktad på adsorptionsplatserna i cementhydrat, där de flesta vätesulfidmolekyler är fästa. Men detta tillvägagångssätt kan vara svårt på grund av deras utbredda användning.

Den porösa strukturen gör betong sårbar för adsorption av naturgas. I sin studie genomför författarna nanoskala-analys baserad på Monte Carlo-simuleringar för att simulera migrationen av gasmolekyler till cementhydratstrukturen. Deras modellering antyder att för en bra absorption av cementhydrat krävs en viss kombination av molekylstorlek och ytarea.