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.
- 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.
do treści ↑Specjalne dodatki do betonu
Istnieje kilka rodzajów modyfikatorów, które poprawiają wydajność mieszanek betonowych, a mianowicie:
- Plastyfikatory - zwiększają elastyczność i wytrzymałość powłok betonowych. Zmniejszyć masę roztworu, zmniejszając obciążenie podpór. Poprawiają się również wskaźniki wodoodporności.
- 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.
- Zwalniacze - skracają czas wiązania roztworu, odpowiedni dla transportu długoterminowego.
- Akceleratory - wręcz przeciwnie, przyspieszają uwodnienie cementu i pozytywnie wpływają na wytrzymałość bloków betonowych.
do treści ↑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.
do treści ↑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.