Wissenschaftler haben das Hauptgeheimnis der Betonstruktur gelöst

Materialwissenschaftler entschieden schließlich , ob der ausgehärtete Beton eine durchgehende Struktur wie beispielsweise Metalle oder Steine ​​oder eine komprimierte Gruppe kleiner Partikel ist. Diese Frage blieb trotz der langen und reichlichen Verwendung dieses Baumaterials lange Zeit unbeantwortet. Es stellte sich heraus, dass Beton die Merkmale beider Strukturen kombiniert.

Die innere Struktur des Materials wird im Abschnitt über die Physik der kondensierten Materie behandelt, der als „ mesoskopische Physik “ bezeichnet wird. Es untersucht die Eigenschaften von Systemen auf Skalen zwischen makroskopisch und mikroskopisch, dh zwischen den Größen einzelner Atome und denen, auf die Quanteneffekte aufhören.

Beton, eine Mischung aus Wasser, Kies, Zement und Sand, wurde von einem internationalen Team des Massachusetts Institute of Technology, der Georgetown University, des französischen Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung und anderer Institutionen untersucht. Wissenschaftler behaupten, dass ihre Entdeckungen in Bezug auf die Struktur von Beton es Ingenieuren ermöglichen werden, effizientere Materialien herzustellen, sowohl hinsichtlich der Festigkeit als auch hinsichtlich der Reduzierung der Treibhausgasemissionen während der Herstellung. Dies ist sehr wichtig, da weltweit so viel Beton verwendet wird, dass seine Herstellung einer der wichtigsten Faktoren für die Emission von Treibhausgasen ist.

Es stellte sich heraus, dass in Beton kleine Partikel so verteilt sind, dass zwischen mehreren größeren immer kleinere vorhanden sind. Einer der Autoren der Studie, Roland Pellenq, erklärt, dass diese kleinen Partikel auf mesoskopischen Skalen sehr eng miteinander interagieren. In diesem Fall sind die Partikel nicht so klein, dass sie einen Zustand mit minimaler Energie erreichen. Aus diesem Grund unterliegt das Material Änderungen und kann im Laufe der Zeit zerbröckeln oder reißen.

Die Bestimmung des Einflusses der Porengröße auf mesoskopischen Skalen auf die Materialeigenschaften wurde noch nicht durchgeführt. Das Vorhandensein von Poren solcher Größen bestimmt nämlich die Eigenschaften des Materials und seine Anfälligkeit für Abbau. Insbesondere stellte sich heraus, dass keine Betonrisse auftreten, weil Wasser in diese Poren eindringt, das dann bei niedrigen Temperaturen gefriert.

Neue Computersimulationen der Eigenschaften des fertigen Materials ermöglichen es Ihnen, die Proportionen der Komponenten zu optimieren, die für ein besseres Ergebnis erforderlich sind . Zum Beispiel macht zu wenig Wasser die Lösung nicht flüssig genug zum Gießen und zu viel hinterlässt große Hohlräume im fertigen Material, nachdem es verdampft ist.

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