Tokat çubuğu komedisi gibi görünen şey aslında sağlam bir bilimdir. İnsanlığın uzay yaşamı geleceği, habitatları, diğer yapıları ve Ay ve Mars'ta kalıcı bir varlığı içeren çok fazla şeyle, uzayda beton karıştırmak ciddi bir iştir. NASA, mikro yerçekiminde habitatları veya diğer yapıları nasıl inşa edebileceğimizi inceleyen MICS (Çimento Katılaşmasının Mikrogravite Araştırması) adlı bir çalışma programına sahiptir.
Beton, dünyada su sayılmaz, en çok kullanılan malzemedir. Ahşaptan daha yaygın olarak kullanılır. Ayrıca uzun zamandır var.
Beton, yalıtkan kalitesinin yanı sıra radyasyondan da koruma sağlayabilir ve yapısal gücü göktaşı etkilerinden koruma sağlar. Yapıları inşa etmek için tek seçenek olmasa da, muhtemelen bir rol oynayacak. Sonunda önemli bir malzeme olabilir, çünkü sadece agreganın veya suyun değil, çimentonun kendisi taşınmalıdır.
MICS'in bir parçası olarak ve MVP Cell-05 adlı ilgili bir çalışma olarak NASA ve Pennsylvania State Üniversitesi, betonu karıştırmak için ISS'de astronotlarla bir araya geldi. Betonun Dünya'daki özellikleri iyi anlaşılmıştır, ancak mikro yerçekimi başka koşullar da sunmaktadır. Sonuçlar Malzemelerde Sınırlarda yayınlanır ve “Tri-kalsiyum Silikatın Mikroyapısal Gelişimi Üzerine Mikro Yerçekimi Etkisi (C3S) Yapıştır. ”
“Deneylerimiz betonu bir arada tutan çimento macunu üzerine yoğunlaşıyor.”
Aleksandra Radlinska, MICS Baş Araştırmacısı.
Betonun kendisi, çimento ile birlikte tutulan kum, çakıl ve kayalardan oluşan, iki tipte gelen bir agrega karışımıdır: Portland çimentosu veya jeopolimer çimento. Hepsini su ile birleştirin, doğru oranlarda karıştırın ve şekillendirin ve uygun şekilde sertleştiğinde veya sertleştiğinde son derece güçlü bir maddedir. Bu yüzden kısmen betonla yapılmış Roma su kemerleri gibi bazı eski yapılar hala ayakta durmaktadır.
Modern dünyamızda ne kadar yaygın olmasına rağmen, hala nasıl çalıştığını bilmeyen çok fazla bilim adamı var. Ancak, sertleştikçe, betona gücünü veren kum ve çakıl ile birbirine ve birbirine kenetlenen kristaller oluşturduğunu biliyorlar. Bilim adamları bunun mikro yerçekiminde nasıl olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek istediler.
“Deneylerimiz betonu bir arada tutan çimento macunu üzerine yoğunlaşıyor. Sedimantasyon gibi yerçekimi kaynaklı bir fenomen olmadığında çimento esaslı betonun içinde neyin büyüdüğünü bilmek istiyoruz ”dedi. MICS ve MVP Hücre-05 Baş Araştırmacısı Aleksandra Radlinska.
Mikro yerçekimi ile ilgili olarak Radlinska, “Kristalin mikro yapının dağılımını ve nihayetinde malzeme özelliklerini değiştirebilir” dedi.
Rudlinska, “Bulduğumuz şey hem uzaydaki hem de Dünya'daki betonda iyileştirmelere yol açabilir” dedi. “Çimento tüm dünyada yaygın olarak kullanıldığından, küçük bir iyileşmenin bile muazzam bir etkisi olabilir.”
Belirli özelliklere sahip beton üretmek için gereken su, agrega ve beton oranları burada Dünya'da iyi anlaşılmıştır. Peki ya Ay'da? Sadece 1/6. Dünya'nın yerçekimi vardır. Veya Dünya'nın yerçekiminin 1 / 3'ünden biraz fazlasına sahip olan Mars. Deneyler bu soruya ışık tutacak şekilde tasarlandı.
MICS deneyinde, astronotlarda su ekledikleri bir dizi çimento tozu vardı. Daha sonra hidrasyonu durdurmak için bazı paketlere farklı zamanlarda alkol eklediler.
İkinci deneyde, MVP Cell-05, astronotlar da çimento paketlerine su ekledi, ancak Mars ve Ay yerçekimleri de dahil olmak üzere farklı yerçekimlerini simüle etmek için ISS'de bir santrifüj kullandılar. Her iki deneyden alınan numuneler analiz edilmek üzere Dünya'ya iade edildi.
MVP Cell-05 için Eş Araştırmacı Richard Grugel'dir. “Şimdiden beklenmedik sonuçlar görüyor ve belgeliyoruz” dedi.
Deneyler, mikro-yerçekimi ile karıştırılan betonun mikro-gözenekliliğin arttığını göstermiştir. Mikro yerçekimi örneklerinde Dünya yerçekimi örneklerinde bulunmayan hava kabarcıkları vardı. Yüzdürme yüzünden. Dünya'da hava kabarcıkları yukarı yükselir ve aslında beton, betonu zayıflatabilecek hava kabarcıklarını dışarı atmaya yardımcı olmak için kürlenmeden önce bazen mekanik olarak titreşir.
Hem MICS hem de MVP Cell-05 numuneleri öğütülmüş numunelere göre daha fazla kristalleşme göstermiştir. Mikro yerçekimi örneklerindeki% 20 daha fazla mikrogözeneklilik, kristalizasyon için daha fazla alana ve daha fazla güç oluşturması gereken daha büyük kristallere izin verdi. Ancak mikro yerçekimi örneklerindeki daha büyük mikrogözeneklilik daha az yoğun beton oluşturur, bu da daha zayıf beton anlamına gelebilir. Mikro yerçekimi numunelerindeki mikro gözeneklerin boyutu da öğütülmüş numunelerden bir büyüklük büyüklüğündeydi.
Mikro yerçekimi betonu daha az çökelmeye sahipti, yani küçük agrega parçacıklarının sertleşme sırasında dibe çökmediği, ancak beton boyunca daha düzgün yayıldığı anlamına gelir. Bu, betonun daha homojen olduğu anlamına gelir, bu da mukavemeti etkileyebilir.
Bu, mikro çekimde beton üzerine yapılan ilk bir çalışmadır. Çok küçük numuneler üzerinde hiçbir kuvvet testi yapılmadığından, mukavemet ile ilgili herhangi bir sonuç vaktinden önce gelir. Ancak, 1G beton ile mikro yerçekimi betonu arasında, gelecekte keşfedilecek şüphesiz bazı çok farklı özelliklere işaret ediyor.
Radlinska, designboom ile yaptığı röportajda, "Artan gözenekliliğin, malzemenin mukavemeti üzerinde doğrudan etkisi vardır, ancak henüz uzaydan oluşan malzemenin mukavemetini ölçmedik" dedi.
Daha:
- Çalışma: Tri-kalsiyum Silikatın Mikroyapısal Gelişimi Üzerine Mikro Yerçekimi Etkisi (C3S) Yapıştır
- NASA Sciencecast: Uzaydaki Yerimizi Çimentolamak
- Çalışma: C'nin hidrasyon ürünleri3AC3CaCO varlığında S ve Portland çimentosu3
- designboom: NASA astronotları, uzayda karıştırıldığında betona ne olduğunu keşfediyor
- Portland Çimento Birliği: Çimento ve Beton
- Ulusal Uzay Topluluğu: Beton: Uzay İstasyonu için Potansiyel Malzeme
