Создана сверхпрочная альтернатива армированному бетону

Исследование было проведено в Калифорнийском университете в Беркли и основано на предыдущих попытках армировать бетон с помощью полимерных волокон. Этот материал появился около полувека назад как многообещающая альтернатива арматурным стержням из стали, которые обладают высокой прочностью, но тяжелы, дороги и со временем разрушаются.

С другой стороны, полимерные волокна легки, дешевы в производстве и устойчивы к коррозии. Современные подходы включают смешивание этих волокон с бетоном перед его заливкой, но это может привести к неравномерному распределению, а значит некоторые части структуры будут прочнее, в то время как другие будут более подвержены образованию трещин.

Инженеры, стоящие за новым исследованием, стремились устранить этот недостаток с помощью 3D-печатной октетной полимерной решетки — структуры, отличающейся уникальным сочетанием легкости и прочности. Выбрав ее, они надеялись предотвратить образование трещин. Команда добилась успеха, используя полимеры акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС) для создания решетки, а зазоры затем заполняли бетоном, который по характеристикам в четыре раза прочнее обычного бетона на сжатие.

Создана сверхпрочная альтернатива армированному бетону

Ученые использовали 3D-печать для создания структуры полимерной решетки, которая может выступать в качестве основы для низкоуглеродистого бетона — прочного и долговечного

Исследователи экспериментировали с вариациями этого рецепта, используя различные версии полимерной решетки, которые варьировались от 19,2% от общего объема бетона до 33,7%. Хотя эти изменения и привели к небольшим отклонения в показателях прочности на сжатие и пиковых нагрузок, общие механические свойства бетона оставались в основном без изменений.

«Когда материал хрупкий, он может выдерживать определенную пиковую нагрузку, после чего выходит из строя», — пояснила соавтор исследования Клаудиа Остертаг, профессор гражданской и экологической инженерии. «В данном случае мы не наблюдали сбоя. Он становился все прочнее и прочнее. Удивительно, как что-то изначально очень хрупкое превращается в нечто крайне пластичное».

Все испытанные образцы имели высокие значения плотности деформации и, следовательно, были способны поглощать много энергии, в то время как образцы с более тонкой структурой решетки были такими же прочными, как и образцы с более толстыми. Эта часть является ключевой для одной из всеобъемлющих целей исследовательского проекта: речь идет об использовании более высоких концентраций альтернативных материалов для уменьшения углеродного следа производства бетона, на который приходится 8% мировых выбросов CO2.

«Реакция, при которой образуется цемент, по своей сути производит CO2», — рассказал соавтор исследования Хайден Тейлор. «Но существует и альтернативный путь к использованию полимеров, которые являются углеродно-нейтральными или даже потенциально углеродно-отрицательными, за счет использования биополимеров, вторичной переработки и возобновляемых источников энергии».

Теперь команда планирует поэкспериментировать с разными формами решетки, чтобы узнать, могут ли разные геометрические формы использоваться для разных целей. «Забегая вперед, мой самый большой вопрос — как выбрать лучшую решетчатую структуру для конкретного приложения», — заявил ведущий автор Брайан Салазар. «Нам кажется, что для каждой задачи могут быть найдены еще более оптимальные геометрические формы».


Влад Кулиев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
ВОЗ рекомендует отказаться от ремдесивира для лечения пациентов с коронавирусомВОЗ рекомендует отказаться от ремдесивира для лечения пациентов с коронавирусом
ФБР наняли роботов для работы с документациейФБР наняли роботов для работы с документацией
Ракета-носитель Vega с двигателями Южмаша не смогла вывести на орбиту 2 спутникаРакета-носитель Vega с двигателями Южмаша не смогла вывести на орбиту 2 спутника
В Техасе начали строить крупнейшую в США солнечную электростанциюВ Техасе начали строить крупнейшую в США солнечную электростанцию
В декабре Юпитер и Сатурн «сольются» в двойную планету впервые со СредневековьяВ декабре Юпитер и Сатурн «сольются» в двойную планету впервые со Средневековья
Блок рекламы


Похожие новости

Создана капсула, собирающая образцы микрофлоры изнутри телаСоздана капсула, собирающая образцы микрофлоры изнутри тела
Видео: создана гидравлическая рука, разбивающая стены
Создана сверхмощная лазерная установка нового поколенияСоздана сверхмощная лазерная установка нового поколения
Беспроводной пылесос Xiaomi Mi Handheld Vacuum Cleaner 1C — доступная альтернатива моделям DysonБеспроводной пылесос Xiaomi Mi Handheld Vacuum Cleaner 1C — доступная альтернатива моделям Dyson
Создана новая сверхпрочная искусственная кожаСоздана новая сверхпрочная искусственная кожа
В Японии создана сеть роботизированных отелейВ Японии создана сеть роботизированных отелей
Создана первая в мире вакцина, способная убить треть штаммов ВИЧСоздана первая в мире вакцина, способная убить треть штаммов ВИЧ
Создана самая маленькая в мире версия робота DeltaСоздана самая маленькая в мире версия робота Delta
Создана батарейка для зарядки устройств в человеческом теле (ФОТО)Создана батарейка для зарядки устройств в человеческом теле (ФОТО)
Создана студенческая шахта для имитации добычи марсианского льдаСоздана студенческая шахта для имитации добычи марсианского льда
Последние новости

Подгружаем последние новости