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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Current Biology: Человеческий мозг не отсчитывает время как часы
Current Biology: Человеческий мозг не отсчитывает время как часы
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Биоуголь из морских растений оценили как перспективный материал для катодов
Биоуголь из морских растений оценили как перспективный материал для катодов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое

Новости компаний, релизы

Московский вуз готовит профессионалов для защиты учебных заведений
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Российские ученые предложили тушить пожары с помощью газогидратного огнетушителя
Исследования ученых ТПУ помогут в разработке таргетных препаратов для эффективной терапии в онкологии
Биохимики СПбГУ выяснили, что гипоксия плода в сочетании со стрессом матери может приводить к никотиновой зависимости