6 inovácií a modernizácií betónu

Betón sa vzťahuje na špeciálne vytvorené (umelé) kamenné stavebné materiály. Pozostáva z vody, adstringentnej (najčastejšie - cement) a plnivá rôznych veľkostí. betón je jedným z najpoužívanejších stavebných materiálov na svete. Toto je materiál voľby pre väčšinu nových veľkých ciest, budov, mostov a mnohých ďalších štruktúr z dôvodu jeho odolnosti a relatívnej ľahkosti použitia. Technológie nestoja, výskumné tímy uskutočňujú nový výskum s predloženým materiálom, v dôsledku ich práce sa objavuje nový vývoj.

Betón vyrobený z dreva: realita alebo mýtus?

Doteraz bolo drevo jedným z najbežnejších stavebných materiálov, ale dnes ho nahradili betónové zmesi. Aktívny vývoj technológií umožnil kombinovať 2 druhy materiálov a vytvoriť kombinovanú zmes dreva a betónu.

Švajčiarsky národný program pre zdroje dreva (NRP 66) sa zameriava na vytvorenie jedinečnej zmesi. Švajčiarski vedci dokázali vyvinúť radikálny prístup ku kombinácii dreva a betónu: vyrábajú odolný betón, z ktorého 50% je vyrobené z dreva. Vysoký obsah dreva v betónovej zmesi prispel k dobrej tepelnej izolácii materiálu bez zníženia požiarnej odolnosti.

Hlavným rozdielom medzi popísanou zmesou a klasickým betónom je nahradenie štrku a piesok jemnozrnné drevo.

Výroba plávajúceho betónu

„Vážia viac ako polovicu toho, čo obyčajný betón váži - najľahší z nich dokonca vznáša!“ Hovorí organizátor výskumu. Okrem toho sa materiály po demontáži môžu znovu použiť ako palivo na výrobu tepla a elektriny. Napriek splneniu požiarnych bezpečnostných požiadaviek stavebný materiál sa môže spáliť v spojení s iným odpadom.

Výsledky záťažových testov potvrdili, že nový drevený betón je vhodný na výrobu dosiek a stenových panelov a môže sa stať materiálom pre nosné konštrukcie v stavebníctve. V priebehu nadchádzajúcich štúdií je potrebné zistiť, v ktorých oblastiach je lepšie uplatniť určitý druh drevobetónového kompozitu a efektívne metódy jeho výroby. Podľa organizácie Daya Zwiki (organizátor) je úroveň znalostí požadovaných na rozsiahle používanie stále príliš obmedzená.

Revolučný grafénový betón

Grafén je uhlíková modifikácia, ktorá si v poslednom období získala popularitu. Experti z University of Exeter vyvinuli inovatívnu techniku ​​pomocou nano-inžinierstva na zavedenie grafénu do klasickej výroby betónových zmesí. Jedinečná technológia vytvorila odolný, ekologický a odolný betón. Okrem toho sa výrazne zvýšila odolnosť proti vode. Testovanie vyrobeného materiálu preukázalo úplný súlad s britskými a európskymi stavebnými normami.

Je dôležité poznamenať, že nový koncentrát zosilnený grafénom významne znížil uhlíkovú stopu tradičných metód výroby betónu, čím sa stal udržateľnejším a šetrnejším k životnému prostrediu. Zároveň sa výrazne znížili emisie uhlíka (o 446 kg / t) a množstvo materiálov potrebných na výrobu betónu sa znížilo o 50 percent.Väčšina vedcov je presvedčená, že nová technika umožní zavedenie nových nanomateriálov do betónu, čím sa modernizuje globálny stavebný priemysel.

Hľadanie metód ekologickej výstavby je krokom k zníženiu emisií uhlíka na celom svete a spôsobom ochrany životného prostredia. Je to dôležitá investícia do vytvárania progresívneho stavebníctva v budúcnosti.

Popol z uhlia v betóne

Je ťažké získať presný obsah vlhkosti vo vnútri betónu, pretože prášok a agregáty tvoria hustú cementovú matricu, ktorá spôsobuje problémy s pohybom vlhkosti po začatí sušenia. Okrem toho na sušenie sú potrebné špeciálne atmosférické podmienky. Ak zaschne vonkajší povrch betónu skôr, ako vnútorná časť stvrdne, môže to viesť k slabšej štruktúre produktu.

Laboratórium spoločnosti Farnam chcelo vyvinúť agregátový produkt, ktorý by mal optimálne vlastnosti zmiešania, pevnosti a pórovitosti a našiel spôsob, ako ho vyrobiť z veľkého množstva odpadu.

Uhoľný popol - vedľajší produkt uhoľných elektrární, ktorý sa získava spaľovaním uhlia. Každý rok sa na skládku pošlú stovky ton popola. Vedci z Drexel University sa domnievajú, že našli použitie práškového zvyšku. Sú presvedčení, že popol môže urobiť betón trvanlivejším a bez trhlín.

Rozvoj spoločnosti Farnam

„Riešením, ktoré sme prišli, bolo spracovanie odpadu z čierneho uhlia na porézny ľahký agregát s vynikajúcim výkonom, ktorý sa dá vyrábať s nižšími nákladmi ako existujúce prírodné a syntetické možnosti,“ uviedol Farnam (zakladateľ myšlienky).

Je vedecky dokázané, že uvedená doplnková látka výrazne zvýši životnosť betónu, a tým ho výrazne posilní. Koncepcia vnútorného tvrdenia bola vyvinutá v poslednom desaťročí, na uľahčenie procesu vytvrdzovania sa používa porézny ľahký agregát. Prísada si môže udržiavať konštantnú úroveň vlhkosti vo vnútri betónu, aby jej pomohla liečiť rovnomerne zvnútra.

Kremičitan vápenatý v betóne

Mikrosféry vyrobené z kremičitanu vápenatého boli vyvinuté vedcami z Rice University. Je dokázané, že vynález pomôže získať trvanlivejší a ekologickejší betón so zlepšenými mechanickými vlastnosťami (pevnosť, tvrdosť, elasticita a trvanlivosť) ako portlandský cement, najbežnejšie spojivo používané v betóne. Veľkosť guľôčok má priemer od 100 do 500 nanometrov. Ich použitie sľubuje zníženie energetickej náročnosti výroby cementu (jedno z najbežnejších spojív v betóne). Shahsavardi tvrdí, že guľôčky sú vhodné pre kostné tkanivové inžinierstvo, izoláciu, keramiku a kompozitné aplikácie, ako aj pre cement.

Podľa Shahsavardiho zvýšenie pevnosti cementu prispeje k:

• Znížte hmotnosť betónu.
• Menšia spotreba materiálu.
• Znížená spotreba energie počas výroby betónu.
• Zníženie emisií uhlíka počas výrobného procesu.

Vedec uviedol, že veľkosť a tvar častíc ako celku majú výrazný vplyv na mechanické vlastnosti a trvanlivosť sypkých materiálov, ako je betón.

Recyklovaný betón pre pneumatiky

Inžinieri UBC vyvinuli odolnejší typ betónu s použitím recyklovaných pneumatík. Látku možno použiť na betónové konštrukcie, ako sú budovy, cesty, priehrady a mosty. Zároveň sa výrazne zníži objem odpadu na skládkach.

Vedci experimentovali s rôznymi pomermi recyklovaných pneumatík a iných materiálov používaných v betóne - cement, piesok a voda - predtým, ako našli perfektnú zmes. Skladá sa z 0,35% vlákien pneumatiky. V USA, Nemecku, Španielsku, Brazílii a Číne už existujú asfaltové cesty s drvenou gumou z drvených pneumatík.Je dokázané, že prítomnosť týchto častíc prispela k zlepšeniu elasticity betónu ak predĺženiu jeho životnosti.

Výsledky skúšky betónu v pneumatikách

Laboratórne testy potvrdili, že betón vystužený vláknami znižuje praskanie o viac ako 90 percent v porovnaní s klasickou zmesou. Je to spôsobené polymérnymi vláknami, ktoré prekrývajú trhliny pri ich tvorbe, čo pomáha chrániť štruktúru a predlžuje jej životnosť.

„Väčšina opotrebovaných pneumatík je k dispozícii na likvidáciu. Pridanie vlákien do betónu môže znížiť uhlíkovú stopu v pneumatikárskom priemysle, ako aj znížiť emisie v stavebníctve, pretože výroba cementu je významným zdrojom emisií skleníkových plynov, “uviedla Bantia, riaditeľka výskumu UBC.

Bol použitý nový betónčelí schodov pred budovou Macmillan v areáli UBC. Tím Banthia monitoruje svoj stav pomocou senzorov zabudovaných do betónu, monitorujúcich vývoj napätia, prasklín a ďalších faktorov. V súčasnosti výsledky pozorovania potvrdzujú výsledky laboratórnych testov a naznačujú významné zníženie prasklín.

Ako zabrániť deštrukcii betónu z kyseliny sírovej?

Atmosférické a chemické účinky na betónový náter nepriaznivo ovplyvňujú jeho stav. Deštrukcii betónu z kyseliny sírovej je možné zabrániť nájdením spôsobov, ako zabrániť adsorpcii jeho plynného prekurzora do betónu. V priebehu svojho výskumu Matthew Lasic zistil, že na ochranu konkrétnej infraštruktúry pred koróznymi vplyvmi je potrebné predbežné ošetrenie zamerané na adsorpčné miesta v hydráte cementu, kde je pripojených väčšina molekúl sírovodíka. Tento prístup však môže byť ťažký z dôvodu ich rozšíreného používania.

Pórovitá štruktúra robí betón náchylným na adsorpciu zemného plynu. Vo svojej štúdii autori uskutočňujú analýzu nanomateriálov založenú na simuláciách Monte Carlo, aby simulovali migráciu molekúl plynu do štruktúry hydrátu cementu. Ich modelovanie naznačuje, že na dobrú absorpciu hydrátu cementu je potrebná určitá kombinácia veľkosti molekuly a plochy povrchu.