Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanoindentation

エンジニアは具体的などんな原因次第に変形するためか識別します

Published on June 15, 2009 at 7:58 PM

MIT の土木技師ははじめて識別しまどんな原因次第に変形するべきか地球 - コンクリート - の最も頻繁に使用された建築材料耐久性を減らし、橋および核廃棄物の包含の容器のような下部組織の寿命を短くします。

ペーパー週では (PNAS) オンライン早い版国家科学院の進行で 6 月 15 日の出版しました、その具体的なクリープ (ロードに服従するときコンクリートで行われる時間依存の変形のための専門語を) nano スケールの粒子の語順換えによって引き起こされることを研究者は言います。

「最終的に、私達は」、言いましたフランツヨセフ Ulm、 PNAS のペーパーの共著者教授をクリープがどのように発生するか説明してもいいです。 「私達は発生するレートを遅らせればクリープが起こる、これはコンクリートの耐久性を高め、構造の生命を延長しますことを防ぐことができません。 私達の研究は築きます nanoscopic 見通しからの具体的な工学の再考の基盤を」。

この研究は土木技師のアメリカ社会が多くがコンクリートから成っている D に米国の下部組織の総計の等級を割り当てた時来ます。 それは巨大な費用節約および減らされた具体的関連の二酸化炭素排出を持って来る 10 よりもむしろ何百年を持続させることができる具体的な下部組織の多分原因となります。 世界的のすべての人間生成された大気二酸化炭素の推定 5% から 8% 具体的な企業から来ます。

コンクリートおよび一次コンポーネントの機械動作を調査する二十年をほぼ使った Ulm の nano 構造にセメントののり、ここ数年焦点を合わせてしまいました。 これは言った 2007 年にペーパーの彼の出版物の nano スケールのセメントののり - カルシウムケイ酸塩水和物、か C-S-H の基礎部品構造は - 実際のところ粒状であることを原因となりました。 ペーパーは水、球形の目的 (64% および最高のための低密度のための 74%) に元来割り当てられる 2 最大密度がの 1 の近くの固定記録密度とのそれぞれと混合されたとき C-S-H が個別の 2 時化学的に同じような段階に自然に構造的に自己組み立てることを説明しました。

PNAS のペーパーで明らかにされる新しい研究ではこれらの nano メートルサイズの C-S-H の粒子が変えられた密度に再配列するとき具体的なクリープがについて来ることを Ulm および共著者 Matthieu Vandamme は説明します: より緩いおよび他はより堅く詰まりました。

彼らはまた三番目が注意深く無水ケイ酸の発煙ことをのような他の鉱物が付いているセメントの組合せを処理することによって、 C-S-H のより密な段階誘導することができることをアルミ産業の廃物説明します。 これらの反応の発煙は C-S-H の nano 微粒間のスペースに合う追加小粒子、水で以前満ちていたスペースを形作ります。 これはそれから C-S-H の微粒の動きを非常に一定時間にわたり妨げる 87% までへ C-S-H の密度を増加する効果をもたらします。

「パッキング考察に基づいて限られたスペースでそのような超高密度材料を作成するための最適方法を見つける企業によって検索また環境的に支持できる方法」、言いました Ulm を行います。 「無水ケイ酸の発煙の付加はコンクリートの密度を変更するために使用中の 1 つの知られていた方法です; 私達は nanoscale のパッキングから今発煙の付加がコンクリートのクリープをなぜ減らすか確認します。 非常に詰まる nanoscale の見通し、他の手段は今ありますそのような物を達成するために遅はう材料から」。

「nanostructure に得られる洞察力は特定のパフォーマンスの規準を満たすために微細構造が nanoengineered できるハイテクな材料が付いている等しいフッティングにコンクリートを置きます、: 強さ、耐久性および減らされた環境の足跡」、 MIT の 2008 年に市民および環境工学の部からの PhD を得、 Ecole des Ponts ParisTech、 Université パリ米国東部標準時刻の能力に今ある Vandamme を言いました。

彼らの PNAS のペーパーでは、研究者はクリープを遅らせる平均が耐久性を指数関数的に高めるクリープのレートが対数であることを実験的に示します。 彼らはクリープが 2.6 のレートによって遅らせることができることを数学的に示します。 それは耐久性に対する偽りなく驚くべき効果をもたらします: 今日のコンクリートとの 100 年を持続させるために構築された核廃棄物のための包含の容器は超高密度のコンクリートと作られたら 16,000 年まで持続 (UHD)できます。

Ulm はコンクリートが地球の最も広く作り出された人造材料であるので、 UHD のコンクリートが構造設計を変えることができる重点を置きましたり、また巨大な環境への影響がことにあります: 世界的の 1 年ごとの 200億トン毎年 5% 増加と。 耐久のコンクリートはより少ない建築材料およびより少なく頻繁な革新が必要となることを意味します。

「より敏感はうことなら、シンナー構造そう今までのところ、私達はずっと大規模なライト級選手を構築してないです耐久のコンクリート構造物」、 Ulm を言いました。 「コンクリートのこの新しい理解と、私達は線条細工を作り出すことができます: ライト、より少ない材料を」。ずっと必要とする優雅で、強い構造

Ulm および Vandamme はそれらが C-S-H (または土木工学の専門用語を使用するかため、ロードを加えるため) および通常マクロスコピックスケールの一年間のクリープの実験で測定される分のクリープの特性の測定を突き、突くようにする nano 刻み目装置を使用して研究の調査結果を達成しました。

Last Update: 13. January 2012 23:46

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit