6 đổi mới và hiện đại hóa bê tông

Bê tông đề cập đến vật liệu xây dựng bằng đá (nhân tạo) được tạo ra đặc biệt. Nó bao gồm nước, một chất làm se (thường xuyên nhất - xi măng) và chất độn có kích thước khác nhau. Bê tông là một trong những vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Đây là vật liệu được lựa chọn cho hầu hết các con đường lớn, tòa nhà, cầu và nhiều công trình khác vì độ bền và dễ sử dụng. Các công nghệ không đứng yên, các nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu mới với tài liệu được trình bày, do kết quả của công việc, các phát triển mới xuất hiện.

Bê tông làm bằng gỗ: thực tế hay huyền thoại?

Trước đây, gỗ là một trong những vật liệu xây dựng phổ biến nhất, nhưng ngày nay nó đã được thay thế bằng hỗn hợp bê tông. Phát triển tích cực các công nghệ đã cho phép kết hợp 2 loại vật liệu, tạo ra hỗn hợp kết hợp giữa gỗ và bê tông.

Chương trình tài nguyên gỗ quốc gia Thụy Sĩ (NRP 66) tập trung vào việc tạo ra một sự pha trộn độc đáo. Các nhà nghiên cứu Thụy Sĩ đã quản lý để phát triển một cách tiếp cận triệt để sự kết hợp giữa gỗ và bê tông: họ làm bê tông chịu lực, 50% trong số đó được làm từ gỗ. Hàm lượng cao của gỗ trong hỗn hợp bê tông đã góp phần cách nhiệt tốt cho vật liệu mà không ảnh hưởng đến khả năng chống cháy.

Sự khác biệt chính giữa hỗn hợp được mô tả và bê tông cổ điển là sự thay thế sỏi và cát gỗ hạt mịn.

Làm bê tông nổi

Họ có trọng lượng không quá một nửa so với trọng lượng bê tông thông thường - nhẹ nhất trong số họ thậm chí nổi! Ngoài ra, sau khi tháo dỡ, các vật liệu có thể được tái sử dụng làm nhiên liệu cho nhiệt và điện. Mặc dù tuân thủ các yêu cầu an toàn cháy nổ vật liệu xây dựng có thể bị đốt cháy kết hợp với chất thải khác.

Kết quả kiểm tra ứng suất đã xác nhận rằng bê tông gỗ mới phù hợp để sản xuất tấm và tấm tường và có thể trở thành vật liệu cho các kết cấu chịu lực trong xây dựng. Trong quá trình nghiên cứu sắp tới, cần phải tìm ra khu vực nào tốt hơn để áp dụng một loại hỗn hợp gỗ-bê tông gỗ nhất định và phương pháp sản xuất hiệu quả. Theo Daya Zwiki (nhà tổ chức), mức độ kiến ​​thức cần thiết để sử dụng rộng rãi vẫn còn quá hạn chế.

Bê tông graphene cách mạng

Graphene là một sửa đổi carbon đã được phổ biến gần đây. Các chuyên gia từ Đại học Exeter đã phát triển một kỹ thuật cải tiến sử dụng kỹ thuật nano để đưa graphene vào sản xuất hỗn hợp bê tông cổ điển. Một công nghệ độc đáo đã tạo ra bê tông bền, thân thiện với môi trường và bền. Ngoài ra, khả năng chống nước đã tăng lên đáng kể. Thử nghiệm vật liệu được sản xuất đã chứng minh sự tuân thủ đầy đủ với các tiêu chuẩn xây dựng của Anh và Châu Âu.

Điều quan trọng cần lưu ý là tập trung gia cố graphene mới làm giảm đáng kể lượng khí thải carbon của các phương pháp sản xuất bê tông truyền thống, làm cho nó bền vững hơn và thân thiện với môi trường. Đồng thời, lượng khí thải carbon đã giảm đáng kể (khoảng 446 kg / tấn) và lượng vật liệu cần thiết để tạo ra bê tông đã giảm 50%.Hầu hết các nhà khoa học tự tin rằng kỹ thuật mới sẽ cho phép đưa vật liệu nano mới vào bê tông, do đó hiện đại hóa ngành xây dựng toàn cầu.

Việc tìm kiếm các phương pháp xây dựng xanh là một bước để giảm lượng khí thải carbon trên toàn thế giới và là một cách để bảo vệ môi trường. Đây là một khoản đầu tư quan trọng trong việc tạo ra một ngành công nghiệp xây dựng tiến bộ cho tương lai.

Tro than trong bê tông

Rất khó để có được độ ẩm chính xác bên trong bê tông, bởi vì bột và cốt liệu tạo thành một ma trận xi măng dày đặc, tạo ra khó khăn cho sự chuyển động của độ ẩm sau khi bắt đầu sấy khô. Ngoài ra, điều kiện khí quyển đặc biệt là cần thiết để sấy khô. Nếu bề mặt bên ngoài của bê tông khô trước khi phần bên trong cứng lại, điều này có thể dẫn đến cấu trúc của sản phẩm yếu hơn.

Phòng thí nghiệm Farnam xông muốn phát triển một sản phẩm tổng hợp có các đặc tính trộn, độ bền và độ xốp tối ưu và tìm cách tạo ra nó từ một lượng lớn chất thải.

Tro than - sản phẩm phụ của các nhà máy nhiệt điện than, thu được từ việc đốt than. Mỗi năm, hàng trăm tấn tro được gửi đến bãi rác. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Drexel tin rằng họ đã tìm thấy việc sử dụng dư lượng bột. Họ tự tin rằng tro có thể làm cho bê tông bền hơn và không bị nứt.

Phát triển công ty Farnam

Farnam (người sáng lập ý tưởng) cho biết, giải pháp mà chúng tôi đưa ra là xử lý chất thải tro than thành một cốt liệu xốp, nhẹ với hiệu suất vượt trội có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn so với các lựa chọn tự nhiên và tổng hợp hiện có.

Người ta đã chứng minh một cách khoa học rằng phụ gia được trình bày sẽ làm tăng đáng kể tuổi thọ của bê tông, làm cho nó mạnh hơn nhiều. Khái niệm làm cứng nội bộ đã được phát triển trong thập kỷ qua, một cốt liệu nhẹ xốp được sử dụng để tạo thuận lợi cho quá trình đóng rắn. Phụ gia có thể duy trì độ ẩm không đổi bên trong bê tông để giúp nó xử lý đồng đều từ bên trong.

Canxi silicat trong bê tông

Lĩnh vực vi mô Được làm từ canxi silicat được phát triển bởi các nhà khoa học từ Đại học Rice. Nó đã được chứng minh rằng sáng chế sẽ giúp thu được bê tông bền hơn và thân thiện với môi trường hơn, với các tính chất cơ học được cải thiện (cường độ, độ cứng, độ đàn hồi và độ bền) so với xi măng Portland, chất kết dính phổ biến nhất được sử dụng trong bê tông. Kích thước của các quả cầu có đường kính từ 100 đến 500 nanomet. Việc sử dụng chúng hứa hẹn sẽ làm giảm cường độ năng lượng của sản xuất xi măng (một trong những chất kết dính phổ biến nhất trong bê tông). Shahsavardi tuyên bố rằng các quả cầu phù hợp cho kỹ thuật mô xương, cách nhiệt, gốm sứ và các ứng dụng tổng hợp, cũng như xi măng.

Theo Shahsavardi, sự gia tăng cường độ xi măng sẽ góp phần vào:

• Giảm trọng lượng bê tông.
• Tiêu thụ vật liệu ít hơn.
• Giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất bê tông.
• Giảm lượng khí thải carbon trong quá trình sản xuất.

Các nhà khoa học nói rằng kích thước và hình dạng của các hạt nói chung có tác động đáng kể đến tính chất cơ học và độ bền của vật liệu khối như bê tông.

Bê tông lốp tái chế

Các kỹ sư của UBC đã phát triển một loại bê tông đàn hồi hơn bằng cách sử dụng lốp xe tái chế. Chất này có thể được sử dụng cho các cấu trúc bê tông như tòa nhà, đường, đập và cầu. Đồng thời, khối lượng chất thải trong các bãi chôn lấp sẽ giảm đáng kể.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm các tỷ lệ khác nhau của sợi lốp xe tái chế và các vật liệu khác được sử dụng trong bê tông - xi măng, cát và nước - trước khi họ tìm thấy hỗn hợp hoàn hảo. Nó bao gồm 0,35% sợi lốp. Ở Mỹ, Đức, Tây Ban Nha, Brazil và Trung Quốc đã có những con đường trải nhựa với cao su vụn từ lốp xe bị nghiền nát.Nó đã được chứng minh rằng sự hiện diện của các hạt này đã góp phần cải thiện độ đàn hồi của bê tông và kéo dài tuổi thọ của nó.

Kết quả kiểm tra bê tông lốp

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm đã xác nhận rằng bê tông cốt sợi giúp giảm nứt hơn 90% so với hỗn hợp cổ điển. Điều này là do các sợi polymer chồng lên các vết nứt khi chúng hình thành, giúp bảo vệ cấu trúc và kéo dài tuổi thọ của nó.

Hầu hết các lốp xe mòn là để xử lý. Bổ sung chất xơ vào bê tông có thể làm giảm lượng khí thải carbon của ngành công nghiệp lốp xe, cũng như giảm lượng khí thải trong ngành xây dựng, vì sản xuất xi măng là một nguồn phát thải khí nhà kính đáng kể, theo ông Keithia, giám đốc nghiên cứu của UBC.

Bê tông mới đã được sử dụng chođối mặt với các bước trước tòa nhà Macmillan trong khuôn viên UBC. Nhóm Banthia theo dõi tình trạng của nó bằng các cảm biến được nhúng trong bê tông, theo dõi sự phát triển của ứng suất, vết nứt và các yếu tố khác. Hiện tại, kết quả quan sát xác nhận kết quả xét nghiệm trong phòng thí nghiệm và cho thấy sự giảm đáng kể trong việc nứt.

Làm thế nào để tránh sự phá hủy bê tông từ axit sulfuric?

Các tác động của khí quyển và hóa học lên lớp phủ bê tông ảnh hưởng xấu đến tình trạng của nó. Việc phá hủy bê tông từ axit sunfuric có thể tránh được bằng cách tìm cách ngăn chặn sự hấp phụ của tiền chất khí vào bê tông. Trong quá trình nghiên cứu của mình, Matthew Lasic nhận thấy rằng để bảo vệ cơ sở hạ tầng cụ thể khỏi các tác động ăn mòn, cần phải xử lý sơ bộ nhằm vào các vị trí hấp phụ trong xi măng hydrat, nơi gắn hầu hết các phân tử hydro sunfua. Tuy nhiên, phương pháp này có thể khó khăn do sử dụng rộng rãi.

Cấu trúc xốp làm cho bê tông dễ bị hấp thụ khí tự nhiên. Trong nghiên cứu của họ, các tác giả tiến hành phân tích nano dựa trên mô phỏng Monte Carlo để mô phỏng sự di chuyển của các phân tử khí vào cấu trúc của hydrat xi măng. Mô hình của họ cho thấy rằng để hấp thụ tốt xi măng hydrat, cần phải có sự kết hợp nhất định của kích thước phân tử và diện tích bề mặt.