la resistenza ai danni del calcestruzzo cavo è aumentata di 5,6 volte
2024-10-04
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ispirandosi alla dura struttura esterna delle ossa umane, gli ingegneri dell'università di princeton negli stati uniti hanno sviluppato un nuovo tipo di cemento in grado di resistere alle crepe e ai danni improvvisi e la sua resistenza ai danni è 5,6 volte superiore a quella del calcestruzzo normale. i documenti rilevanti sono stati pubblicati nel nuovo numero di advanced materials.
nello sviluppo di questo nuovo tipo di calcestruzzo, i ricercatori si sono ispirati all’osso compatto umano. il guscio denso del femore umano è costituito da strutture tubolari ovali chiamate osteoni. la sua forma e disposizione disperdono le crepe attorno a queste unità ossee, impedendo loro di rompersi in caso di impatto.
per versare il calcestruzzo bionico, i ricercatori hanno stampato in 3d uno stampo per cassaforma tubolare utilizzando alcool polivinilico. hanno quindi versato la gomma nello stampo per creare un negativo del modello. infine, hanno sciolto la gomma per formare uno stampo in silicone poliuretanico e l'hanno utilizzato per versare il cemento.
grazie a un intelligente design bionico, i tubi cavi del nuovo calcestruzzo "intrappolano" le crepe e ne impediscono l'ulteriore diffusione. ciò è in contrasto con l’aggiunta di materiali come fibre, plastica, ecc. al calcestruzzo per aumentarne la resistenza. il nuovo metodo può controllare la crescita di ogni fessura in modo che il materiale non si rompa tutto in una volta e possa resistere a danni progressivi, rendendo il materiale più resistente.
i ricercatori hanno condotto test di flessione su tre punti e test di flessione con intaglio su un lato. hanno utilizzato una lama diamantata da 2 mm di spessore e un rasoio per tagliare delle tacche nel calcestruzzo e hanno ripetuto il processo più volte per raccogliere dati sulla resistenza alla frattura del materiale. i risultati mostrano che la resistenza ai danni del nuovo calcestruzzo è più di cinque volte superiore a quella del calcestruzzo ordinario. ciò non significa solo edifici più sicuri, ma riduce anche la produzione di calcestruzzo, il che rappresenta un enorme vantaggio per l’ambiente.
