Pašdziedinošais betons izmanto saules gaismu, lai labotu savas plaisas

Pat mazākās plaisas uz betona konstrukciju virsmām var radīt lielas problēmas, ja tās netiek nekavējoties novērstas. Tagad pētnieki ir parādījuši saules gaismas izraisītu, pašatjaunojošu aizsargpārklājumu, kas paredzēts, lai novērstu plaisas uz betona konstrukciju virsmas, pirms tās kļūst par lielākām, kas apdraud struktūras integritāti.

Bojājumu kontrole: Betona konstrukcijas kādu dienu varētu salabot savas virsmas plaisas.

Elastīgākas betona konstrukcijas, piemēram, tilti un estakādes, varētu ietaupīt valdībām miljardiem dolāru ikgadējos remonta un apkopes izdevumus. Pēdējos gados arvien lielāka pētniecības joma ir vērsta uz pašatveseļošanās mehānismu izstrādi dažādiem materiāliem, tostarp betonam. Ir parādījušās vairākas pieejas pašdziedinošajam betonam, tostarp mēģinājumi konstruēt pašatveseļošanās mehānismus pašā betonā. Bet jauna raksta autori, kas publicēti ACS lietišķie materiāli un saskarnes teikt, ka viņu demonstrētā tehnoloģija ir pirmais betona pašatveseļošanās aizsargpārklājuma piemērs.

Iepriekšējās pieejas pašdziedinošām betona sistēmām galvenokārt bija vērstas uz bojātā betona stiprības atjaunošanu, saka Čan-Mūns Čungs , polimēru ķīmijas profesors Yonsei Universitātē Dienvidkorejā, kurš vadīja pētījumu. Viņa grupa izvēlējās koncentrēties uz virsmas aizsardzību, kur sīkas plaisas var ļaut ūdenim, hlorīda joniem no ledus atkausēšanas sāls vai jūras ūdens un oglekļa dioksīda iekļūt konstrukcijā, kas var izraisīt kaitīgu nolietošanos.

Jaunajā pārklājumā ir polimēru mikrokapsulas, kas pildītas ar šķīdumu, kas gaismas iedarbībā pārvēršas par ūdensizturīgu cietu vielu. Ideja ir tāda, ka pārklātas betona virsmas bojājumi izraisītu kapsulu atvēršanos un atbrīvotu šķīdumu, kas pēc tam aizpildītu plaisu un sacietētu saules gaismā.

Pētnieki ir izstrādājuši virkne uz mikrokapsulām balstītu pašatveseļošanās sistēmu pēdējos gados. Parasti tie sastāv no dziedinoša līdzekļa, bieži vien polimēra, kas savienots ar katalizatoru. Sistēmas ir konstruētas tā, lai bojājuma rezultātā sākotnēji šķīdumā esošais dziedinošais līdzeklis nonāk saskarē ar katalizatoru, kas izraisa dziedinošā līdzekļa sacietēšanu. Taču šai sistēmai ir ierobežojumi, saka Chung, piemēram, katalizatora pieejamība un izmaksas. Tā kā saules gaisma izraisa galveno reakciju viņa grupas jaunajā pārklājumā, tā priekšrocība ir bez katalizatora un potenciāli lēta, viņš saka. Chung saka, ka polimērs, ko viņa grupa izvēlējās kā ārstniecisko līdzekli, ir pievilcīgs, jo tas nesasaldēs pat ļoti zemā temperatūrā un tiek uzskatīts par videi draudzīgu.

Lai demonstrētu pārklājuma efektivitāti, pētnieki to izsmidzināja uz betona paraugu virsmas un izmantoja skuvekļa asmeņus, lai uzklātu nelielas plaisas. Skenējošā elektronu mikroskopija apstiprināja, ka skuvekļa asmens lika mikrokapsulām atbrīvot to saturu, kas aizpildīja bojāto vietu. Pēc tam, kad pētnieki vairākas stundas pakļāva paraugus saules gaismai, turpmākā mikroskopija uzrādīja dzīšanu, bet bojātās vietas kontroles paraugos palika nepiepildītas. Visbeidzot, pētnieki apstiprināja, ka paraugi ar jauno pārklājumu bija daudz mazāk jutīgi pret ūdens un hlorīda jonu iekļūšanu nekā kontroles.

Chung saka, ka viņa grupas nākamais uzdevums ir noteikt optimālo pārklājuma sastāvu un parādīt, ka tas ilgstoši saglabājas stabils. Viņš stāsta, ka līdz šim grupa ir pierādījusi, ka pārklājums var saglabāties stabils gadu.

paslēpties