Инженеры национального института стандартов и технологий NIST запатентовали метод, увеличивающий в 2 раза срок службы бетона

бетонКлюч технологии  это нанодобавка, которая замедляет проникновение ионов хлора и сульфата из почвы в бетон. Уменьшение скорости передвижения ионов приводит, как к уменьшению стоимости капитального ремонта, так и снижению риска полного внезапного разрушения бетонной конструкции. Новая технология может сохранить миллиарды долларов и много человеческих жизней.

Впитывание ионов хлора и сульфатов является причиной структурных внутренних повреждений, что со временем приводит к растрескиванию и потере прочности бетона.

Прошлые попытки увеличить продолжительность жизни бетона фокусировались на производстве плотного, менее пористого материала, но, к сожалению, эти составы имели большую тенденцию разрушению. Инженеры NIST применили другой подход, достигнув увеличения продолжительности жизни бетона в 2 раза, в проекте «вязкостное уменьшение диффузии в материал». Вместо изменения размера и частоты пор в бетоне, они предположили, что было бы лучше изменить вязкость бетонного раствора в микро-масштабе, для снижения скорости с которой хлориды и сульфаты проникают в бетон. «Проплыть через бассейн с медом займет больше времени, чем через бассейн с водой» сообщил инженер Дэйл Бенц.

Они взяли принцип из добавок в пищевой промышленности, используемых для уплотнения пищи, и даже протестировали популярную добавку под названием ксантум, которая делает заправку для салата или соус более вязкими, а также придает мороженному характерную форму.

Изучая различные добавки, ученые определили, что размер молекул в добавке является критическим в случае использования ее, как диффузионного барьера. Большие молекулы, например целлюлоза или ксантум увеличивают вязкость, но и не улучшают диффузионный барьер. Маленькие молекулы, размером менее чем 100 нанометров, уменьшают диффузию ионов. Бенц объясняет: «Когда молекула добавки является большой, но присутствует в низкой концентрации, это приводит к тому, что ионы легко проникают сквозь барьер. Но когда вы имеете большую концентрацию молекул маленького размера, увеличивающих вязкость раствора, это более эффективно для уменьшения скорости проникновения ионов».

Исследователи NIST продемонстрировали, что добавки могут быть напрямую смешаны с бетоном и современными технологическими примесями. Также получается лучший результат, если добавки замешаны в бетон с влажными абсорбентами и мелким песком. Исследование продолжается и на других материалах, и инженеры ищут способ улучшить изобретение сокращением концентрации и цены добавки, необходимой для увеличения срока службы бетона. 

Редактор: Адамов Роман


Комментарии (0)