Les scientifiques ont résolu le mystère principal de la structure du béton

Les scientifiques des matériaux ont finalement décidé si le béton durci était une structure continue, comme, par exemple, des métaux ou des pierres, ou un groupe comprimé de petites particules. Cette question, malgré l'utilisation longue et abondante de ce matériau de construction, est restée longtemps sans réponse. Il s'est avéré que le béton combine les caractéristiques des deux structures.

La structure interne du matériau est traitée dans la section sur la physique de la matière condensée appelée « physique mésoscopique ». Il examine les propriétés des systèmes à des échelles intermédiaires entre macroscopique et microscopique - c'est-à-dire entre les tailles des atomes individuels et celles sur lesquelles les effets quantiques cessent.

Le béton, un mélange d'eau, de gravier, de ciment et de sable, a été étudié par une équipe internationale du Massachusetts Institute of Technology, de l'Université de Georgetown, du Centre national français de la recherche scientifique et d'autres institutions. Les scientifiques affirment que leurs découvertes concernant la structure du béton permettront aux ingénieurs de créer des matériaux plus efficaces, à la fois en termes de résistance et en termes de réduction des émissions de gaz à effet de serre lors de la fabrication. Ceci est très important car la quantité de béton utilisée dans le monde est telle que sa production est l'un des facteurs les plus importants d'émission de gaz à effet de serre.

Il s'est avéré que dans le béton, les petites particules sont réparties de telle manière qu'entre plusieurs plus grandes, il y en a toujours de plus petites. L'un des auteurs de l'étude, Roland Pellenq, explique que ces petites particules interagissent très étroitement les unes avec les autres à des échelles mésoscopiques. Dans ce cas, les particules ne sont pas assez petites pour atteindre un état avec un minimum d'énergie - à cause de cela, le matériau est sujet à des changements et peut s'effriter ou se fissurer avec le temps.

La détermination de l'effet de la taille des pores situés à des échelles mésoscopiques sur les propriétés du matériau n'a pas encore été effectuée. A savoir, la présence de pores de telles tailles détermine les propriétés du matériau et sa sensibilité à la dégradation. En particulier, il s'est avéré que la fissuration du béton ne se produit pas car l'eau pénètre dans ces pores, qui gèlent ensuite à basse température.

De nouvelles simulations informatiques des propriétés du matériau fini vous permettent d'affiner les proportions des composants nécessaires pour obtenir un meilleur résultat . Par exemple, trop peu d'eau rendra la solution pas assez liquide pour la coulée et trop laissera de grands vides dans le matériau fini après son évaporation.

Source: https://habr.com/ru/post/fr390293/