science >> Wetenschap >  >> Chemie

Nieuw buigbaar cementvrij beton kan mogelijk veiliger, duurzame en groenere infrastructuur

Fig. 1. Typische meervoudige haarscheurtjes van ons buigbare cementvrije beton bij trekbelasting (d.w.z. uitgerekt). Krediet:Swinburne University of Technology

Onderzoekers van de Swinburne University of Technology in Melbourne hebben een nieuw type beton ontwikkeld dat is gemaakt van afvalmateriaal en kan buigen onder belasting. Australië.

Dit materiaal, waarin industriële afvalproducten zijn verwerkt, zoals vliegas geproduceerd door kolencentrales, is met name geschikt voor constructie in aardbevingsgebieden, waar de broze aard van conventioneel beton vaak leidt tot rampzalige instortingen van gebouwen.

"Beton is het meest gebruikte bouwmateriaal ter wereld, " zegt onderzoeker Dr. Behzad Nematollahi. "In feite, het is het op één na meest geconsumeerde materiaal door mensen na water, dus de kwaliteit ervan heeft een enorm effect op de veerkracht van onze infrastructuur, zoals gebouwen, bruggen en tunnels."

Traditioneel beton is niet alleen vatbaar voor versplintering wanneer het wordt uitgerekt of gebogen, maar heeft ook een enorme ecologische voetafdruk dankzij het calcineren van kalksteen om het belangrijkste ingrediënt te produceren, cement.

Door gebruik te maken van industriële afvalproducten, Dr. Nematollahi en collega's hebben de behoefte aan concrete, het product duurzamer te maken.

"De productie van dit nieuwe beton vereist ongeveer 36% minder energie en stoot tot 76% minder koolstofdioxide uit in vergelijking met conventioneel buigbaar beton gemaakt van cement, " zegt Dr. Nematollahi.

  • Fig. 2. Aanzienlijke buigcapaciteit van ons buigbaar cementvrij beton. Krediet:Swinburne University of Technology

  • Fig. 3. Duurzaamheidsprestaties van ons buigbare cementvrije beton in vergelijking met conventioneel buigbaar beton gemaakt van cement. Opmerking:"Typische SHCC M45" staat voor conventioneel buigbaar beton gemaakt van cement. “Ambient cured one-component SHGC” staat voor ons buigbaar cementvrij beton. Krediet:Swinburne University of Technology

  • Afb.4. Spanning-rekreactie van ons buigbare cementvrije beton bij trekbelasting. Krediet:Swinburne University of Technology

Verder, de opname van korte polymere vezels in dit nieuwe beton maakt het mogelijk om meerdere haarscheurtjes te doorstaan ​​wanneer het onder spanning of buiging wordt geplaatst en niet in stukken breekt. In werkelijkheid, het kan buigen wanneer er kracht op wordt uitgeoefend - wat betekent dat gebouwen die ervan zijn gemaakt veel meer kans hebben om intact te blijven tijdens aardbevingen, orkanen, projectiel inslagen, en ontploffingen.

"Bouwen in gebieden die kwetsbaar zijn voor dat soort natuurrampen is een van de belangrijkste toepassingen waarvoor dit materiaal wordt gebruikt, " voegt hij eraan toe. "Onze laboratoriumtestresultaten toonden aan dat dit nieuwe beton ongeveer 400 keer meer buigbaar is dan normaal beton, maar heeft dezelfde kracht."