‘طبیعت ضد یخ’ فراهم می کند فرمول برای دوام بیشتر بتن

اسرار به حفاری پایداری ما در آینده زیرساخت ممکن است از طبیعت مانند پروتئین است که نگه داشتن گیاهان و حیوانات از انجماد در شرایط بسیار سرد. مس تخته سنگ محققان کشف کرده اند که ترکیبی از مولکول های طبیعی بر اساس پروتئین های ضد یخ را به حداقل می رساند freeze-thaw آسیب و افزایش مقاومت و دوام بتن بهبود عمر از زیرساخت های جدید و کاهش انتشار کربن بیش از طول عمر خود را.

آنها دریافتند که اضافه کردن یک ایمپلنت مولکول — یکی که مشابه ترکیبات ضد یخ موجود در قطب شمال و قطب جنوب موجودات-به بتن به طور موثر جلوگیری از یخ کریستال رشد و متعاقب آن آسیب برساند. این روش جدید منتشر شده امروز در همراه گزارش فیزیکی علومرا به چالش می کشد بیش از 70 سال از روشهای مرسوم در کاهش سرما آسیب در بتن زیرساخت ها است.

“هیچ کس فکر می کند در مورد بتن به عنوان مواد با تکنولوژی بالا” گفت: Wil Srubar سوم نویسنده این مطالعه و استادیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست و مهندسی معماری. “اما آن را خیلی بیشتر با تکنولوژی بالا از یکی ممکن است فکر می کنم. در صورت تغییر آب و هوا بسیار مهم است توجه به نه تنها ما چگونه تولید بتن و سایر مصالح ساختمانی است که منتشر می کنند مقدار زیادی از دی اکسید کربن در تولید خود را, اما همچنین ما چگونه اطمینان بلند مدت انعطاف پذیری از این مواد است.”

بتن تشکیل شده است که با اختلاط آب و پودر سیمان و انواع مصالح مانند شن و ماسه و یا شن.

پس از 1930s حباب های کوچک هوا قرار داده شده اند به بتن برای محافظت از آن را از آب و یخ کریستال آسیب. این اجازه می دهد تا هر آب تراوش می کند که به بتن به اتاق را برای گسترش زمانی که آن را یخ. بدون آن سطح آسیب دیده بتن به پوسته پوسته شدن.

اما این شیک روند می تواند در هزینه کاهش قدرت و افزایش نفوذپذیری. این اجازه می دهد تا جاده نمک و دیگر مواد شیمیایی به صافی به بتن پس از آن می تواند تنزل جراحی تعبیه شده در داخل است.

“در حالی که شما در حال حل یکی از مشکل شما در واقع تشدید مشکل دیگری گفت:” Srubar.

به عنوان ایالات متحده آمریکا چهره یک مقدار قابل توجهی از پیری زیرساخت های سراسر کشور میلیاردها دلار صرف شده در هر سال برای کاهش و جلوگیری از آسیب. این ایمپلنت ها مولکول می تواند به طور چشمگیری کاهش هزینه ها.

در آزمایشات بتن ساخته شده با این مولکول — به جای آن از حباب های هوا — نشان داده شد که معادل عملکرد قدرت بالاتر کاهش نفوذپذیری و عمر طولانی تر.

با ثبت اختراع در انتظار Srubar امیدوار است این روش جدید را وارد بازار تجاری در آینده 5 تا 10 سال است.

طبیعت می یابد راه

از زیر انجماد آبهای قطب جنوب یخ-سرد tundras از قطب شمال, بسیاری از گیاهان, ماهی, حشرات و باکتری ها حاوی پروتئین است که جلوگیری از آنها را از انجماد. این ضد یخ پروتئین های متصل به سطح کریستال های یخ در یک ارگانیسم لحظه ای که فرم — نگه داشتن آنها واقعا کوچک و قادر به انجام هر گونه آسیب است.

“ما فکر می کنیم که کاملا هوشمندانه” گفت: Srubar. “طبیعت در حال حاضر در بر داشت یک راه برای حل این مشکل است.”

بتن رنج می برد از همان شماره از یخ تشکیل کریستال که قبلی مهندسین سعی کرده بود به کاهش با اضافه کردن حباب های هوا. بنابراین Srubar و تیم خود فکر کردم: چرا جمع آوری یک دسته از این پروتئین و آن را به بتن ؟

متاسفانه این پروتئین در طبیعت یافت می شود نمی توان از محیط های طبیعی خود را. آنها هم باز کردن رمز و یا متلاشی مانند اسپاگتی پخته.

بتن نیز بسیار اساسی با pH معمولا بیش از 12 یا 12.5. این است که یک محیط دوستانه برای بسیاری از مولکول ها و این پروتئین ها از این قاعده مستثنی بودند.

بنابراین Srubar و دانشجویان تحصیلات تکمیلی با استفاده از یک مولکول مصنوعی — پلی وینیل الکل یا PVA — که دقیقا مانند این ضد یخ پروتئین است اما خیلی بیشتر پایدار در pH بالا و ترکیب آن با دیگر غیر سمی قوی مولکول — پلی اتیلن گلیکول — اغلب مورد استفاده در صنعت داروسازی به ادامه گردش خون از مواد مخدر در بدن است. این مولکولی ترکیب دو پلیمر پایدار باقی مانده در pH بالا و مهار رشد بلور یخ.

افزایش عوامل استرس زا

پس از آب بتن است و مصرف مواد در زمین: دو تن در هر فرد تولید شده در هر سال. که جدید شهر نیویورک ساخته شده است هر 35 روز برای حداقل بعد از 32 سال با توجه به Srubar.

“ساخت آن استفاده و دفع قابل توجهی پیامدهای زیست محیطی. تولید سیمان به پودر است که ما را به استفاده از بتن را بر عهده دارد حدود 8 درصد از ما جهانی تولید گازهای گلخانه ای CO2.”

به منظور دیدار با توافق پاریس اهداف و حفظ و افزایش درجه حرارت جهانی به خوبی زیر 3.6 درجه فارنهایت صنعت ساخت و ساز باید در کاهش تولید گازهای گلخانه ای توسط 40 درصد تا سال 2030 و از بین بردن آنها در مجموع تا سال 2050. تغییر آب و هوا به خودی خود تنها به تشدید عوامل استرس زا در بتن و پیری زیرساخت با افزایش شدید درجه حرارت و freeze و thaw cycles بیشتر اتفاق می افتد اغلب در برخی از مکان های جغرافیایی.

“زیرساخت های طراحی شده است که امروز خواهد بود در مواجهه با شرایط مختلف آب و هوایی در آینده است. در دهه های آینده مواد تست خواهد شد در راه آنها قبل از هرگز” گفت: Srubar. “پس از بتن است که ما را باید به گذشته است.”

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>