+7 (345)256-83-55
Инженерные изыскания
Проектная документация
Услуги инжиниринга
Самовосстановление, самонагревание — подборка необычных технологий в производстве бетона
Авторский материал
Бетон — это самый часто используемый материал в строительстве. Его неоспоримым преимуществом является надежность и долговечность конструкций. Однако исследователи не останавливаются на достигнутых качествах, делая материал более адаптивным к внешним условиям и вызовам. В данной статье мы подготовили подборку необычных свойств бетона, которые стали возможными благодаря научным изысканиям и современным технологиям.
Представьте себе мост, который подвергается погодным и механическим воздействиям. Бетон на мосту постепенно растрескивается от напряжения и износа. Со временем трещины расширяются, позволяя воде и агрессивным веществам, ослабляющим бетон, проникать глубже.
В какой-то момент местным чиновникам придется выделить из бюджета средства на недешевый ремонт инфраструктуры, который к тому же нарушит движение транспорта.
Интересное решение предложила команда из Университета Дрекселя, которая вдохновилась самовосстанавливающимися свойствами тканей человеческого тела и адаптировала эту концепцию для бетонных материалов. Разработанную добавку назвали BioFiber.
BioFiber выполняет три основные функции: оно самостоятельно заживает, не дает трещинам увеличиваться в размерах и остается нетронутым внутри бетона, когда трещин нет. Добавку вносят в бетонную смесь и перемешивают для равномерного распределения по всей субстанции.
BioFiber состоит из трех ключевых компонентов: прочного волокна из полимера под названием поливиниловый спирт, пористого слоя гидрогеля с бактериями Lysinibacillus sphaericus и внешней оболочки, реагирующей на повреждения. Когда на BioFiber появляются трещины, его внешняя оболочка лопается и выпускает бактерии в трещину, что запускает процесс самовосстановления.
Прочные волокна сердцевины BioFiber соединяют трещины и не дают им расширяться в процессе заживления. Когда процесс самовосстановления заканчивается и бактерии погибают, активированная капсула перестает действовать. Но поскольку в бетоне содержится множество других капсул, они могут заделать следующую трещину.
Разработчики проекта продолжают вести исследования, чтобы определить оптимальный объем добавления BioFiber в бетонные конструкции, а также узнать долговечность заживленных участков бетона.
В какой-то момент местным чиновникам придется выделить из бюджета средства на недешевый ремонт инфраструктуры, который к тому же нарушит движение транспорта.
Интересное решение предложила команда из Университета Дрекселя, которая вдохновилась самовосстанавливающимися свойствами тканей человеческого тела и адаптировала эту концепцию для бетонных материалов. Разработанную добавку назвали BioFiber.
BioFiber выполняет три основные функции: оно самостоятельно заживает, не дает трещинам увеличиваться в размерах и остается нетронутым внутри бетона, когда трещин нет. Добавку вносят в бетонную смесь и перемешивают для равномерного распределения по всей субстанции.
BioFiber состоит из трех ключевых компонентов: прочного волокна из полимера под названием поливиниловый спирт, пористого слоя гидрогеля с бактериями Lysinibacillus sphaericus и внешней оболочки, реагирующей на повреждения. Когда на BioFiber появляются трещины, его внешняя оболочка лопается и выпускает бактерии в трещину, что запускает процесс самовосстановления.
Прочные волокна сердцевины BioFiber соединяют трещины и не дают им расширяться в процессе заживления. Когда процесс самовосстановления заканчивается и бактерии погибают, активированная капсула перестает действовать. Но поскольку в бетоне содержится множество других капсул, они могут заделать следующую трещину.
Разработчики проекта продолжают вести исследования, чтобы определить оптимальный объем добавления BioFiber в бетонные конструкции, а также узнать долговечность заживленных участков бетона.
Самовосстанавливающийся бетон
Еще одна инновационная разработка исследователей из Университета Дрекселя, которая может значительно облегчить работу коммунальным службам и спасти экологию. Заключается она в самонагревающемся свойстве бетона, благодаря чему поверхность покрытия будет оставаться чистой при низких температурах и осадках.
Команда специалистов работала над устойчивой к холодным погодным условиям бетонной смесью в течение последних пяти лет. Секрет разработки заключается в низкотемпературном жидком парафине, который выделяет тепло, когда переходит из жидкой фазы в твердую из-за снижения окружающей температуры.
Исследователи рассмотрели два метода включения материала, изменяющего фазу, в бетонные плиты и оценили их на практике. Первый метод предполагает обработку парафином пористого легкого заполнителя бетона. Во втором методе добавляются микрокапсулы парафина непосредственно в бетон.
Для оценки свойств полученных материалов, исследователи залили по одной плите, используя каждый метод, и третью плиту без каких-либо добавок. Все три плиты разместили на открытом воздухе и вели наблюдения с декабря 2021 года. Используя камеры и тепловые датчики, исследователи следили за температурой и поведением плит при выпадении снега и обледенения поверхности.
Результаты показали, что бетонные плиты с включением парафина поддерживали температуру поверхности от 5,5 до 12,8 градусов Цельсия в течение 10 часов, когда температура воздуха опускалась ниже нуля.
Такого нагрева достаточно, чтобы растопить до 5 см снежного покрова со скоростью около 60 мм снега в час. Несмотря на то, что тепла недостаточно для того, чтобы растопить обильный снегопад до того, как потребуется помощь снегоуборочной техники, технология может помочь в очищении дорожного покрытия от льда и повысить безопасность движения даже при сильном снегопаде.
В целом, плита из обработанного легкого заполнителя лучше сохраняла тепло, поддерживая температуру выше нуля в течение 10 часов, в то время как плита с микрокапсулированным тепловыделяемым материалом нагревалась быстрее, но сохраняла тепло по времени в два раза меньше.
По словам исследователей, простое предотвращение опускания температуры поверхности ниже уровня замерзания также играет важную роль в предотвращении износа бетона. Результаты работы были опубликованы в журнале Journal of Materials in Civil Engineering.
Команда специалистов работала над устойчивой к холодным погодным условиям бетонной смесью в течение последних пяти лет. Секрет разработки заключается в низкотемпературном жидком парафине, который выделяет тепло, когда переходит из жидкой фазы в твердую из-за снижения окружающей температуры.
Исследователи рассмотрели два метода включения материала, изменяющего фазу, в бетонные плиты и оценили их на практике. Первый метод предполагает обработку парафином пористого легкого заполнителя бетона. Во втором методе добавляются микрокапсулы парафина непосредственно в бетон.
Для оценки свойств полученных материалов, исследователи залили по одной плите, используя каждый метод, и третью плиту без каких-либо добавок. Все три плиты разместили на открытом воздухе и вели наблюдения с декабря 2021 года. Используя камеры и тепловые датчики, исследователи следили за температурой и поведением плит при выпадении снега и обледенения поверхности.
Результаты показали, что бетонные плиты с включением парафина поддерживали температуру поверхности от 5,5 до 12,8 градусов Цельсия в течение 10 часов, когда температура воздуха опускалась ниже нуля.
Такого нагрева достаточно, чтобы растопить до 5 см снежного покрова со скоростью около 60 мм снега в час. Несмотря на то, что тепла недостаточно для того, чтобы растопить обильный снегопад до того, как потребуется помощь снегоуборочной техники, технология может помочь в очищении дорожного покрытия от льда и повысить безопасность движения даже при сильном снегопаде.
В целом, плита из обработанного легкого заполнителя лучше сохраняла тепло, поддерживая температуру выше нуля в течение 10 часов, в то время как плита с микрокапсулированным тепловыделяемым материалом нагревалась быстрее, но сохраняла тепло по времени в два раза меньше.
По словам исследователей, простое предотвращение опускания температуры поверхности ниже уровня замерзания также играет важную роль в предотвращении износа бетона. Результаты работы были опубликованы в журнале Journal of Materials in Civil Engineering.
Самонагревающийся бетон
Получите развернутую консультацию и коммерческое предложение уже сегодня
Остались вопросы?
Я ознакомлен(а) с политикой обработки персональных данных, размещенной на сайте, и даю согласие на обработку персональных данных.
ООО "ПРОМЫШЛЕННЫЙ
КОНСАЛТИНГ"
КОНСАЛТИНГ"
info@pk-tmn.ru
+7 (345) 256-83-55
625023, Тюменская обл.,
г. Тюмень, ул. Одесская, д.9
г. Тюмень, ул. Одесская, д.9
