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Samstag, 05. Dezember 2020
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Wissenschaft & Technik, Anwendungsbereiche

Fortschritte und Herausforderungen bei selbstheilenden zementartigen Materialien

Donnerstag, 19. November 2020

Ein Übersichtsartikel berichtet über die neuesten Entwicklungen in der Zementforschung im Zusammenhang mit der Synthese von Zement und Betonmaterialien mit autogener Heilung und/oder Selbstheilungsfähigkeit.

Selbstheilende zementartige Materialien sind ein Forschungsgebiet, das große Aufmerksamkeit erregt hat. Bildquelle: Freie Fotos - Pixabay (Symbolbild).
Selbstheilende zementartige Materialien sind ein Forschungsgebiet, das große Aufmerksamkeit erregt hat. Bildquelle: Freie Fotos - Pixabay (Symbolbi...

Beton ist ein sehr gebräuchliches Material, das aus einer Mischung von Zuschlagstoffen (Sand, Kies, Schotter, gebrochenes Gestein) und Bindemittel (Zement, Wasser und Zusatzstoffe) besteht. Der Bindemittelanteil, der hauptsächlich aus Zement und Wasser besteht, zersetzt sich mit der Zeit. Trotz dieses Defizits wurde in den letzten 10-15 Jahren die Forschung in Richtung der Zement- und Betonmaterialien der nächsten Generation intensiviert.

Insbesondere die selbstheilenden zementartigen Materialien sind ein Forschungsgebiet, das große Aufmerksamkeit erregt hat. Eine Reihe neuartiger Formulierungen haben eine Erhöhung der mechanischen und chemischen Stabilität im Vergleich zu konventionellem Portlandzement durch die Zugabe anorganischer, organischer und sogar biologischer Zusatzstoffe gezeigt. Ein neuer Übersichtsartikel berichtet über die jüngsten Entwicklungen in der Zementforschung in Bezug auf die Herstellung von Zement und Betonmaterialien mit autogener Heilung und/oder Selbstheilungsfähigkeit.

Leistung jedes zementartigen Materials

Dazu gehören Geopolymere, technische Zementmaterialien, bakterielle Zementkomposite, mikroverkapselte selbstheilende Materialien, Selbstheilung mit Hilfe von Formgedächtnislegierungen und Polymer-Zement-Komposite. Die Arbeit beschreibt die Leistung jedes zementartigen Materials und den für die Heilung verantwortlichen Mechanismus, einschließlich eines Abschnitts über atomistische Simulationen und Modellierung von zementartigen Materialien.

Ein detailliertes Verständnis der verschiedenen Zementtechnologien mit autogenen Heilungs- und Selbstheilungseigenschaften, einschließlich ihrer Stärken und Schwächen, ist entscheidend, um die Bereiche zu bestimmen, in denen neue Entwicklungen erforderlich sind, um neuartige, energieeffiziente und umweltverträgliche Zement- und Betonlösungen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck können molekulare Simulationen eine bedeutende Rolle spielen und haben bereits gezeigt, dass sie vielversprechend sind, wenn es darum geht, die Wechselwirkungen zwischen zementartigen Materialien und anderen Zusatzverbindungen, wie Kohlenstoff-Nanoröhren oder Polymeren für eine verbesserte Verstärkung oder autonome Heilungseigenschaften, auf atomarer Ebene zu betrachten.,

Der Beitrag findet sich in Journal of Materials Science volume 56, 2021.

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