onton betonin vauriokestävyys kasvoi 5,6-kertaiseksi
2024-10-04
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
ihmisluiden kovan ulkorakenteen innoittamana yhdysvaltalaisen princetonin yliopiston insinöörit ovat kehittäneet uudentyyppisen betonin, joka kestää halkeilua ja äkillisiä vaurioita ja jonka vauriokestävyys on 5,6 kertaa tavallista betonia suurempi. asiaan liittyvät artikkelit julkaistiin advanced materials -lehden uudessa numerossa.
tämän uudentyyppistä betonia kehittäessään tutkijat saivat inspiraationsa ihmisen kompaktista luusta. ihmisen reisiluun tiheä kuori koostuu soikeista putkimaisista rakenteista, joita kutsutaan osteoneiksi. sen muoto ja järjestely hajottavat halkeamia näiden luuyksiköiden ympärille estäen niitä rikkoutumasta törmäyksessä.
bionisen betonin kaatamiseksi tutkijat 3d-tulostivat putkimaisen muottimuotin käyttämällä polyvinyylialkoholia. sitten he kaatoivat kumia muottiin luodakseen mallista negatiivin. lopuksi he liuottivat kumin polyuretaanimuotin muodostamiseksi ja käyttivät sitä betonin kaatoon.
älykkään bionisen suunnittelun ansiosta uuden betonin ontot putket "sulkevat" halkeamia ja estävät niitä leviämästä eteenpäin. tämä on toisin kuin materiaalien, kuten kuitujen, muovien jne. lisääminen betoniin sen lujuuden lisäämiseksi. uudella menetelmällä voidaan hallita jokaisen halkeaman kasvua niin, että materiaali ei murtu kerralla ja kestää progressiivisia vaurioita tehden materiaalista lujemman.
tutkijat suorittivat kolmen pisteen taivutustestit ja yksipuoliset loven taivutustestit. he käyttivät 2 millimetrin paksuista timanttisahanterää ja partakonetta lovien leikkaamiseen betoniin ja toistivat prosessin useita kertoja kerätäkseen tietoja materiaalin murtumislujuudesta. tulokset osoittavat, että uuden betonin vauriokestävyys on yli 5 kertaa suurempi kuin tavallisen betonin. tämä ei tarkoita pelkästään turvallisempia rakennuksia, vaan se myös vähentää betonin tuotantoa, mikä on valtava etu ympäristölle.
