Усовершенствование бетона

Усовершенствование бетона

Инженеры из Государственного Института Эталонов и Технологии (NIST) запатентовали способ, который, как ожидается, сумеет сделать бетон более долговременным. В базу способа положено внедрение наноразмерных добавок, которые замедляют процессы проникания вглубь материала ионов сульфатов и хлоридов– хим компонент дорожной соли, морской воды и земли.

Уменьшение ионного транспорта в бетоне значит приемущественно понижение эксплуатационных издержек и вероятности обрушения бетонных конструкций в итоге злосчастного варианта. Новенькая разработка поможет сберечь миллионы баксов и много человечьих жизней!

Начало эпохи производства бетона относят еще к Старому Риму.

Инфраструктура современных стран в очень большой степени базирована на использовании бетона: в США из него построены миллионы км дорог и поболее 600 тыщ мостов, но многие из их находятся в аварийном состоянии. К 2007году Федеральным Управлением авто дорог США 25% мостов были признаны конструкционно неисправными либо функционально изношенными.

Разрушение инфраструктуры конкретно отражается на благосостоянии огромного числа американских людей: Южноамериканское Общество Штатских Инженеров в 54 млрд баксов оценивает каждогодние издержки на устранение повреждений, причинами которых становится ветхая дорожная инфраструктура.

Усовершенствование бетона

Отлично различимая голубая область наверху рентгеновского снимка (среза эталона бетона, в состав которого входят наноразмерные добавки, разработанные в NIST) показывает очень малозначительное количество хлоридов (зеленоватый цвет), проникающих вглубь материала.

Поглощение бетоном ионов сульфатов и хлоридов вызывает разрушение структуры материала, что со временем безизбежно приводит к возникновению трещинок и уменьшению его прочности.

Более ранешние пробы инженеров преодолеть эту делему и продлить срок службы бетона основывались на разработках, увеличивающих плотность и уменьшающих пористость бетонов, но, к огорчению, получаемые материалы имели еще огромную склонность к досрочному разрушению.

Инженеры из NIST применили другой подход к решению трудности: в рамках проекта VERDICT (бетонная разработка по повышению вязкости и уменьшению диффузии в материале) заместо конфигурации размера и плотности пор в бетоне была опробована разработка конфигурации вязкости смесей бетона, которая на микроразмерном уровне обеспечивает уменьшение скорости проникания ионов хлоридов и сульфатов в структуру материала. «Этот принцип можно объяснить при помощи сопоставления скорости, с которой можно плыть в бассейне, заполненным медом, а не водой»,– комментирует создатель подхода, Дэйл Бенц (Dale Bentz).

Мысль добавок была продиктована хитростями пищевой промышленности, где достаточно пользующимся популярностью способом придания густой текстуры разным соусам, майонезам и мороженому является внедрение загустителя xanthum gum.

Изучая разные наполнители, инженеры обусловили, что размер частиц добавок впрямую связан с диффузионными качествами получающейся субстанции. Огромные молекулы, такие как эфир целлюлозы и xanthum gum увеличивают вязкость, но не изменяют скорость диффузии. Маленькие молекулы, размер которых не превосходит 100 нанометров, напротив, замедляют ионную диффузию. Дейл Бенц разъясняет, что «Когда молекулы добавки огромного размера, но находятся в маленький концентрации, хлорид-ионам просто диффундировать, проходя рядом с ними. А если добавка будет состоять из маленьких молекул в высочайшей концентрации, то она повысит вязкость, и поболее отлично задержит диффундирующие ионы».

Ученые показали, что наноразмерные добавки можно вводить в бетон с другими компонентами в процессе конкретного изготовления раствора, но еще больше высококачественный материал можно получить при подготовительном смешивании добавки с наполнителем – облегченным песком. Последующие поиски ученых нацелены на оптимизацию способа – уменьшение концентрации и цены добавки, нужной для роста эксплуатационного срока бетона.

Похожие записи:

Вы можете оставить комментарий, или отправить trackback с Вашего собственного сайта.

Написать комментарий