Biegsamer, zementfreier Beton
Von allen Wörtern, die Beton beschreiben, fällt mir „biegsam“ wahrscheinlich nicht sofort ein. Aber das könnte sich dank der Arbeit von Forschern am Centre for Smart Infrastructure and Digital Construction der Swinburne University in Australien in naher Zukunft durchaus ändern.
Dort haben Forscher einen neuen Typ entwickelt Beton, hergestellt aus Abfallstoffen wie einer Art Asche aus Kohlekraftwerken, die sich unter hohem Druck verbiegen kann. Auch wenn das vielleicht nicht wünschenswert klingt, ist es weitaus besser als herkömmlicher Beton, der unter den gleichen Umständen zerbricht.
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„Beton ist der am häufigsten verwendete Baustoff der Welt“ Behzad Nematollahi, sagte einer der leitenden Forscher des Projekts in einer Stellungnahme. „Tatsächlich ist es nach Wasser das am zweithäufigsten vom Menschen konsumierte Material. Seine Qualität hat massive Auswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit unserer Infrastruktur wie Gebäude, Brücken und Tunnel.“
Die Forscher der Swinburne University sind nicht die erste Gruppe, die biegsamen Beton untersucht. Ihr Beitrag zur Entwicklung dieses Materials ist jedoch eine Herstellungsmethode, die 36 % weniger Energie erfordert stößt im Vergleich zum weniger umweltfreundlichen „herkömmlichen Biegebeton“ aus Zement bis zu 76 % weniger Kohlendioxid aus.
In einer Zusammenfassung ihrer Arbeit stellen die Forscher fest: „Ziel der Geopolymer-Verbundforschung ist es, nachhaltige Alternativen zu Verbundwerkstoffen auf Portlandzementbasis zu schaffen.“ Die beiden Haupthindernisse für die Kommerzialisierung sind jedoch der Einsatz großer Mengen anwenderfeindlicher flüssiger Aktivatoren und die Hitzehärtung. Diese Studie zielt darauf ab, diese Hindernisse zu überwinden, indem ein bei Umgebungstemperatur aushärtender „einteiliger“ Kaltverfestigungs-Geopolymer-Verbundwerkstoff (SHGC) entwickelt wird. Der entwickelte Verbundwerkstoff als „Trockenmischung“ verwendet eine kleine Menge festen Aktivators und macht eine Wärmehärtung überflüssig.“
Tests des neuen Betons unter Laborbedingungen ergaben, dass er etwa 400-mal biegsamer als normaler Beton ist, aber eine vergleichbare Festigkeit aufweist. Die Einbeziehung von kurzen Polymerfasern in die Mischung ermöglicht es, mehreren haargroßen Rissen standzuhalten, wenn sie unter Spannung oder Biegung stehen, ohne in Stücke zu brechen.
Kürzlich wurde ein Artikel mit dem Titel „Mikromechanikbasierte Untersuchung eines nachhaltig bei Umgebungstemperatur ausgehärteten einteiligen Kaltverfestigungs-Geopolymer-Verbundwerkstoffs“ beschrieben, in dem die Arbeit beschrieben wird veröffentlicht in der Zeitschrift Construction and Building Materials.
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