دانشمندان دانشگاه میشیگان بتن انعطاف پذیر ساختند

 

دانشمندان دانشگاه میشیگان گونه جدیدی از بتن مسلح با الیاف ساخته‌اند که از بتن عادی 40 درصد سبک‌تر و در برابر ترک خوردن 500 بار مقاوم‌تر است. این بتن جدید که «کامپوزیت سیمانی مهندسی»، نامیده شده، به دلیل عمر طولانی در درازمدت از بتن معمولی ارزان‌تر است عملکرد این بتن جدید از یک طرف به دلیل وجود الیاف نازکی است که 2 درصد حجم ملات بتن را تشکیل می‌دهد و از طرف دیگر به این خاطر است که خود بتن از موادی ساخته شده است که برای ایجاد حداکثر انعطاف‌پذیری طراحی شده‌اند. به گفته دانشمندان، بتن جدید که «کامپوزیت سیمانی مهندسی»، نامیده شده، به دلیل عمر طولانی‌تر در درازمدت از بتن معمولی ارزان‌تر است. به گفته «ویکتورلی» استاد گروه مهندسی سازه «دانشگاه میشیگان» و سرپرست تیم سازنده بتن، تکنولوژی کامپوزیت سیمانی تاکنون در پروژه‌هایی در ژاپن، کره، سوئیس و ایتالیا به کار گرفته شده است. استفاده از آن در ایالات متحده به نسبت کندتر بوده. این در حالی است که بتن متعارف دارای مشکلات بسیاری از جمله نداشتن دوام و پایداری، شکست در اثر بارگذاری شدید و هزینه‌های تعمیر در اثر شکست است. به گفته «لی»، بتن نشکن یا انعطاف‌پذیر به جز شن درشت از همان مواد تشکیل‌دهنده بتن معمولی ساخته شده است. بتن نشکن کاملاً شبیه بتن عادی است اما تحت کرنش‌های بسیار بزرگ، بتن کامپوزیت سیمانی تغییرشکل می‌دهد، این قابلیت از آن جا ناشی می‌شود که در این نوع بتن؛ شبکه الیاف داخلی سیمان قابلیت لغزیدن داشته و در نتیجه انعطاف‌ناپذیری بتن که باعث تردی و شکنندگی است، از میان می‌رود. امسال برای اولین بار، «اداره حمل‌ونقل میشیگان» برای نوسازی قسمتی از عرشه پل "گرواستریت" بر فراز بزرگراه "4 و I" از کامپوزیت سیمانی استفاده می‌کند. دالی از جنس کامپوزیت سیمانی جایگزین یک مفصل انبساطی در این قسمت از پل خواهد شد تا با متصل کردن دال‌های بتنی مجاور به هم عرشه‌ای یکنواخت از بتن به وجود آورد. استفاده از مفصل انبساطی به عرشه بتنی قابلیت حرکت در اثر تغییرات می‌بخشد؛ اما در هنگام گیر کردن مفصل‌ها، مشکلات زیادی پیش می‌آید. دانشمندان انتظار دارند استفاده از کامپوزیت سیمانی باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها شود. اگر چه هنوز مطالعات درازمدت زیادی برای تأیید عملکرد کامپوزیت سیمانی مورد نیاز است، مقایسه‌های انجام‌شده در «مرکز سیستم‌های پایدار»، از «دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست»، به همراه گروه «لی»، نشان می‌دهد که در یک دوره  60 ساله، استفاده در عرشه پل، کامپوزیت سیمانی نسبت به بتن عادی 37 درصد ارزان‌تر است، 40 درصد انرژی کمتری مصرف می‌کند و باعث کاهش انتشار دی اکسید کربن تا 39 درصد می‌شود.