Бетон становится прочнее из-за ничего и кое-чего еще

Итак, давайте разберемся, что потребуется для укрепления бетона? Много ничего и еще кое-что.

Справка

Ежегодно используется свыше 30 млрд тонн бетона по всему миру.

Производство бетона вносит до 10% от общей эмиссии углекислого газа.

Ничто — это микроскопические пустоты, а кое-что — это специфические частицы, внедренные в один из наиболее распространенных строительных материалов на планете.

Ученый Ружбех Шахсавари и постдок Нинь Чжан из университета Райса проанализировали свыше 600 моделей внутренней матрицы бетона, прежде чем выяснили, что и пустоты, и частицы портландита наделяют бетон его замечательными свойствами.

Результаты опубликованы в издании Journal of the Mechanics and Physics of Solids.

Податливый бетон

Шахсавари с командой намерены разработать новое руководство и стратегию для получения гидрата цемента (силикат-гидрат кальция) для более тонкой настройки с помощью молекул в основе бетона.

Ружбех Шахсавари

Выяснилось, что хотя в макромасштабе бетон может казаться ломким, в наномасштабе он включает механизмы податливости, благодаря которым ломкость снижается.

— Силикат-гидрат кальция — наименьший составляющий компонент бетона, и мы хотим использовать его с пользой для себя, заявил Шахсавари. — Моделирование взаимодействия молекул помогает нам понять его наноструктуру, дефекты и прочность к излому. Однако вследствие масштаба трудно исследовать материал только лишь экспериментально.

Новейшее исследование в лаборатории Райса посвящено тому, как взаимодействие произвольных пустот или произвольных частиц портландита в силикате-гидрате кальция влияет на механические свойства — прочность, жесткость и вязкость, особенно там, где пустоты встречаются с увеличивающимися трещинами.

— Помимо силиката-гидрата кальция есть еще один продукт цементной гидратации, однако он формируется в меньших объемах и все больше отдельными островками, в окружении матрицы силиката-гидрата кальция, присовокупил Шахсавари. — Поскольку у портландита есть специфические кристаллические и механические свойства, его наличие существенно влияет на механику материала.

Не можешь избавиться от недостатка – придай ему верное направление

С помощью моделирования молекулярной динамики ученые выяснили, что трещины расползаются по пути наименьшего сопротивления, и следуют за пустотами или частицами портландита, которые встречаются им на пути. Изменяя геометрию трещины, частицы истощают ее энергию. Это еще более укрепляет бетон.

Добавка частиц портландита в силикат-гидрат кальция запускает химические реакции, увеличивающие прочность продукта. Чем меньше диаметр частиц и пустот, тем прочнее материал.

Результаты исследования позволят создавать еще более прочные и долговечные структуры.

08.08.2016


Подписаться в Telegram



Дом

Знак качества: построено из песка и бактерий
Знак качества: построено из песка и бактерий

Исследователи успешно вырастили бактериальные ...

Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений
Ученые из Токио представили проект окон для подвальных помещений

Ученые Института промышленных наук IIS Токийск...

Дома будущего будут расти как грибы
Дома будущего будут расти как грибы

Ученые в надежде снизить воздействие стро...

В Москве открыли цифровой отель
В Москве открыли цифровой отель

Все клиентские процессы в новом отеле, от...

Ученые предложили не летать на Марс со своим цементом
Ученые предложили не летать на Марс со своим цементом

Для дальнейшего освоения космоса рано или...

Нейросеть ловит земельно-имущественных нарушителей в Москве
Нейросеть ловит земельно-имущественных нарушителей в Москве

С начала года нейросети проанализировали почти...

В Японии открыли “умный” мегаполис Цунасима
В Японии открыли “умный” мегаполис Цунасима

26 марта, в Японии, неподалеку от Йо...

С новым роботом каменщики останутся без работы
С новым роботом каменщики останутся без работы

Инженеры австралийской компании Fastbrick Robo...

Умные лестницы упростят тысячелетнюю нагрузку
Умные лестницы упростят тысячелетнюю нагрузку

Исследователи из университета Emory изобр...

Ученые выяснили, что разрушает цемент изнутри
Ученые выяснили, что разрушает цемент изнутри

Как основной строительный материал во все...

Бетон становится прочнее из-за ничего и кое-чего еще
Бетон становится прочнее из-за ничего и кое-чего еще

Итак, давайте разберемся, что потребуется...

Открыта форма идеальной арки
Открыта форма идеальной арки

Ученые из университета Уорика добились вп...

Приобрести участок под дачу полезно для здоровья
Приобрести участок под дачу полезно для здоровья

Покупка участка земли – это отличны...

Установлен оптимальный материал для соединения и пароизоляции
Установлен оптимальный материал для соединения и пароизоляции

Для осуществления воздухоизоляционных и п...

Новые строительные материалы сделают городской воздух чистым
Новые строительные материалы сделают городской воздух чистым

Мировые попытки очистить воздух трансформируют...

Биочерепица придет на смену современным кровельным материалам
Биочерепица придет на смену современным кровельным материалам

Ученые из института Фраунгофер продемонст...

Новый проект контракта минимизирует неплатежи по ипотеке
Новый проект контракта минимизирует неплатежи по ипотеке

Поскольку рост неплатежей по ссудам под&n...

"Город-сказку, город-мечту" построят в пустыне
"Город-сказку, город-мечту" построят в пустыне

Не имеющее аналогов сооружение высотой 450 мет...

Парки в бедных районах городов в США берут количеством
Парки в бедных районах городов в США берут количеством

Каждое сообщество в США имеет свои п...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект
Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Разгадана тайна снижения производительности перспективного катодного материала
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма
Богатый белком рацион меняет микробиом кишечника и общее состояние организма

Новости компаний, релизы

Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости
Новая "Кантиана" поможет студентам быстрее адаптироваться к калининградскому климату
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Минералоги СПбГУ нашли на острове Диско возможный источник фосфора для возникновения первых живых организмов
Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения