Elastyczny beton, który może sam się naprawić

Beton, który postrzegamy jako model niezawodności i trwałości, jest w rzeczywistości dość kruchym materiałem. Podczas pracy szybko traci swoje właściwości i jest łatwo niszczony przez czynniki zewnętrzne. Naukowcy nieustannie pracują nad ulepszeniem tego materiału budowlanego, próbując znaleźć równowagę między jego wytrzymałością a ciągliwością.

Treść

• Beton napinany i jego zalety
• Specjalne dodatki do betonu
• Elastyczny beton od singapurskich naukowców
• Beton samoleczący

Beton napinany i jego zalety

Tradycyjna zaprawa betonowa składa się z wody, cementu, żwiru i piasku. Mieszanina tych składników daje solidny, ciężki, ale całkowicie nieelastyczny materiał. Pod wysokim ciśnieniem na jego powierzchni tworzą się mikropęknięcia, które następnie prowadzą do zniszczenia całej struktury.

Elastobeton w porównaniu ze zwykłymi mieszankami betonowymi jest znacznie lżejszy i bardziej elastyczny. Nie pęka pod dużym obciążeniem, nie kruszy się, nie pęka i nie ma w nim pustek. Wpływ wysokich obciążeń powoduje zginanie takiego betonu, przy jednoczesnym zachowaniu integralności konstrukcji.

Zwiększoną elastyczność zapewniają specjalne dodatki polimerowe zawarte w kompozycji. Nie tylko zachowują elastyczne właściwości materiału, ale także poprawiają przyczepność między substancjami i wzmacniającymi elementami konstrukcyjnymi.

Dodatki mogą wydłużyć żywotność produktów betonowych, poprawić ich wytrzymałość, zmniejszyć przepuszczalność wilgoci.

Specjalne dodatki do betonu

Istnieje kilka rodzajów modyfikatorów, które poprawiają wydajność mieszanek betonowych, a mianowicie:

1. Plastyfikatory - zwiększają elastyczność i wytrzymałość powłok betonowych. Zmniejszyć masę roztworu, zmniejszając obciążenie podpór. Poprawiają się również wskaźniki wodoodporności.
2. Dodatki zapobiegające zamarzaniu - skracają czas twardnienia betonu, z wyłączeniem jego mrożenia w niskich temperaturach. Nadmiar płynu z powodu tych dodatków nie zamarza, niszcząc płyty, ale odparowuje.
3. Zwalniacze - skracają czas wiązania roztworu, odpowiedni dla transportu długoterminowego.
4. Akceleratory - wręcz przeciwnie, przyspieszają uwodnienie cementu i pozytywnie wpływają na wytrzymałość bloków betonowych.

Złożone zastosowanie modyfikacji komponentów upraszcza i skraca czas prac budowlanych.

Elastyczny beton od singapurskich naukowców

Naukowcy z Politechniki Nanyang w laboratorium stworzyli innowacyjny materiał budowlany. Opracowali i przetestowali ulepszoną wersję mieszanki betonowej o nazwie ConFlexPave. Planują wykorzystać swój wynalazek do układania prefabrykowanych nawierzchni.

Nowy materiał nie jest gorszy od wyrobów metalowych, a jego elastyczność jest dwa razy wyższa niż w przypadku standardowych zapraw cementowych.

Najważniejsze zalety ConFlexPave:

• zmniejszone obciążenie podstawy ze względu na małą masę płyt;
• oszczędność pracy i czasu na prace budowlane;
• niedroga konserwacja;
• wysoka odporność na zużycie;
• zwiększona elastyczność;
• dobra antypoślizgowość;
• odrzucenie nieporęcznych okuć.

Twórcy dokonali innowacyjnego odkrycia w badaniu interakcji substancji na poziomie mikroskopowym. Obejmowały one polimerową mikrofibrę i specjalny stały minerał w ConFlexPave.

Zawartość mieszanki specjalnych składników syntetycznych pozwala na zginanie betonu pod wpływem wysokiego ciśnienia. Delikatne włókna równomiernie rozkładają obciążenie na całej płycie, a solidne elementy tworzą szorstką antypoślizgową powierzchnię. Minimalizuje to ryzyko poślizgnięcia się pojazdu i zapewnia bezpieczeństwo użytkownikom drogi.

Beton samoleczący

Kolejnym innowacyjnym odkryciem, tym razem autorstwa holenderskich naukowców, jest konkret, który może sam się „wyleczyć”. Materiał zawiera bakterie, które mogą przetrwać przez długi czas w środowisku alkalicznym, nawet przy braku tlenu i wody. Ich składnikiem odżywczym jest mleczan wapnia, minimalnie wpływający na kluczowe właściwości betonu.

Główną ideą jest umieszczenie kapsułek z bakteriami w stanie zawieszonej animacji w konkretnym roztworze. Kiedy na powierzchni powstaje pęknięcie i wilgoć nie wnika w nie, aktywowane są mikroorganizmy i rozpoczyna się proces produkcji materii wapiennej. Wapno przyspiesza powstałe uszkodzenia, przywracając pierwotną strukturę elastycznego betonu.

Oba projekty są nadal w trybie testowym. Ale twórcy są przekonani, że w najbliższej przyszłości elastyczny beton stanie się głównym materiałem do budowy mostów, dróg, monolitycznych konstrukcji odpornych na trzęsienia ziemi.

Jego jedyną wadą jest wyższy koszt w porównaniu do konwencjonalnych zapraw cementowych. Jednak tego minusu nie można nazwać znaczącym, biorąc pod uwagę, że długowieczność operacji materialnej wielokrotnie pokryje różnicę cen.