Anonim

Bøjelig beton

Bemærkelsesværdige mennesker

Mike Hanlon

7. maj 2005

7. maj 2005 En ny type fiberforstærket bøjningsbeton vil blive brugt til første gang i Michigan i sommer. Udviklet af University of Michigan forskere, den nye beton ligner almindelig beton, men er 500 gange mere modstandsdygtig over for krakning og 40 procent lettere i vægt. Små fibre, der udgør ca. 2 procent af blandingsvolumenet, skyldes delvis dens præstation. Materialerne i selve betonen er også designet til maksimal fleksibilitet. På grund af sit lange liv forventes de ingeniørmæssige cementkompositter (ECC) at koste mindre i det lange løb.

UM's ECC-teknologi er allerede brugt på projekter i Japan, Korea, Schweiz og Australien, men har haft en relativ langsom vedtagelse i USA, sagde ingeniørprofessor Victor Li, hvis team udvikler de konstruerede cementkompositter. Det er trods traditionelle konkrete mange problemer: mangel på holdbarhed og bæredygtighed; svigt under svær belastning og de dermed forbundne reparationsomkostninger.

Li, der holder aftaler inden for civil- og miljøteknik og materialevidenskab og ingeniørarbejde, mener, at ECC behandler de fleste af disse problemer. Den duktile eller bøjbare beton fremstilles hovedsageligt af de samme ingredienser i almindelig beton minus det grove aggregat, sagde Li. Det ligner præcis som almindelig beton, men under stærk belastning giver ECC betonen, fordi det specielt coatede netværk af fibre, der vejer cement, får lov til at glide inde i cementen og dermed undgå den ufleksibilitet, der forårsager brølhed og brud, sagde Li.

Fiberforstærket beton er ikke nyt, men Li mener, at UMs ECC-underudvikling i de sidste 10 år er langt bedre end andre fiberforstærket beton i udvikling i dag. Nøglen er, at ECC er konstrueret, sagde Li, hvilket betyder at udover at forstærke betonen med mikroskale fibre, der fungerer som ledbånd til at binde betonen mere tæt, udvikler forskerne ingredienserne i selve betonen for at gøre det mere fleksibelt. UM har fire patenter med tre ventende på ECC teknologier, sagde Li.

"Det brede felt af mikromekanik har forsøgt at forstå, hvordan sammensatte materialer opfører sig, " sagde Li. "Vi gik et skridt videre og brugte forståelsen som en materiel design tilgang i udviklingen af ​​ECC. "

Denne sommer i Ypsilanti, Michigan Michigan Department of Transportation vil bruge ECC til at eftermontere en del af Grove Street brodækket over I-94. En ECC-plade erstatter ekspansionsleddet og forbinder de tilstødende betonplader for at danne et kontinuerligt dæk. En ekspansionsled er en sektion med sammenlåsende ståltænder, der gør det muligt for betongdækket at bevæge sig som følge af temperaturvariationer, men der opstår store problemer, når leddene ofte rammer sig, og forskerne forventer betydelige besparelser ved at bruge ECC. Li sagde, at statsleverandører bliver uddannet til at gøre ECC-beton nu.

"ECC materialet har løfte om at løse nogle af de dæk holdbarhed spørgsmål vi står over for, såsom for tidlig cracking, " sagde Steve Kahl, vejleder, eksperimentelle undersøgelser gruppe med MDOT s konstruktion og teknologi division. "Vi håber, at ECC vil fungere godt og muligvis sænke omkostningerne, når der opdages erfaring på stor skala produktion. "

Langsigtet præstation af ECC er blevet etableret ved en patchreparation placeret på Curtis Road broen over M-14 i Ann Arbor i oktober 2002. Plaster, der har oplevet tre vintre af frysning og optøning cykler, har meget bedre revner kontrol end Den normale betonplaster blev anbragt ved siden af ​​ECC en dag tidligere, sagde Li.

Madison, Wis. -Baserede Arnold O 'Sheridan planlægger at designe Monona Terrasse sektionen af ​​Lake Monona shoreline fodgænger- og cykelsti med ECC, i samarbejde med UM. Li sagde, at forskere vil implantere ECC-banen med sensorer for at overvåge materialets ydeevne, da det udsættes for miljøbelastninger.

Den nybyggede Mihara-bro i Hokkaido, Japan, har et 5 cm ultra-tyndt dæk ECC, som forventes at åbne for trafik i maj. Broen er 40 procent lettere end traditionel beton og har en forventet levetid på 100 år, sagde Li.

Mens der stadig er behov for langsigtede undersøgelser, viser sammenligningsundersøgelser fra Naturskole- og Miljøcentrets Center for Bæredygtige Systemer sammen med Li's gruppe, at over 60 års tjeneste på et brodæk, ECC er 37 procent billigere, forbruges 40 procent mindre energi og producerer 39 procent mindre kuldioxid (en væsentlig årsag til global opvarmning) end almindelig beton. Undersøgelsen bemærker, at resultaterne er baseret på antagelsen om, at ECC varer dobbelt så lang som regelmæssig beton, en rimelig antagelse med den kendte information, men det skal bekræftes ved yderligere undersøgelse.

Anbefalet Redaktørens Valg