In de moderne steden, er is beton bij elke beurt. Dus het is misschien verbazen om te horen dat, tot nu toe tenminste, we hebben het niet echt begrepen hoe het werkt op het microscopisch niveau—ondanks het feit dat we vertrouwen op te bouwen enorme structuren.
Ten eerste, een recept. Beton is gemaakt van water, grind, zand en cement poeder. Als het mengsel is opgedroogd, een stof genaamd cement hydrateren (CSH) lijm de hele boel bij elkaar. Maar wat is niet bekend tot nu toe is hoe het dat doet: Is het resultaat van een voortdurende materiaal, zoals metaal of steen, of meer als een een geheel van deeltjes die net bij elkaar passen heel precies?
Dat is een vraag die onderzoekers formulier MIT ‘ s department of civil and environmental engineering hebben geprobeerd om erachter te komen. Ze hebben ontdekt dat het antwoord, misschien voorspelbaar, is het best samengevat als “een beetje van beide.”
Terwijl het materiaal is gemaakt van discrete deeltjes, hun grootte verdeling blijkt te zijn, zodanig dat elke leemte wordt opgevuld door kleinere deeltjes. “Je kunt altijd een kleinere korrel om in te passen tussen”, legt Roland Pellenq, een van de onderzoekers, in een persbericht. In andere woorden, onafhankelijk van de grootte van de kloof die u bekijkt, zal er een cement hydrateren deeltje het vullen van de ruimte. Dus, in feite, kan het beschouwd worden als een continue klomp materiaal.
Maar er is een maar. Een materiaal gemaakt als dat kan nooit een echte continu materiaal, omdat het niet kan vestigen in een permanente toestand van minimale energie: Er is altijd een manier die in kan bewegen over te re-order zich in een potentieel meer perfecte structuur. Dat is in tegenstelling tot, zeg, een metalen, waarvan de kristalstructuur volgt fysische wetten met precisie. Het is dit fenomeen dat kan leiden tot concrete kruipen de loop van de tijd, volgens de onderzoekers. De resultaten zijn gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences.
Gesponsord
Het team hoopt dat de bevinding zal toelaten om te onderzoeken nieuwe manieren om concrete beter is afgestemd op de eisen aan het ontwerp voor een bepaalde taak: harder, elastischer, sterker, of meer duurzaam. En voor de rest van gebruik, kunnen we tenminste rustig slapen, wetende dat deskundigen nu begrijpen hoe het beton zich gedraagt op het micro—en het macro—niveau.
[PNAS via MIT]