محققان دانشگاه رایس به دنبال یافتن راه هایی برای قوی تر ساختن بتن می باشند. این کار با بررسی خواص Tobermorite انجام می شود که یک ماده کریستالی است که به طور طبیعی در محیط زمین هم یافت میشود و مشابه کلسیم سیلیکات هیدرات (C-S-H) می باشد. همان ماده و عاملی که که باعث ساخت سیمان می شود و بتن را نیز منسجم نگه می دارد. با تجزیه و تحلیل این ساختار، امید به ساخت بتن قوی تر، سخت تر و بهتری است که قادر به تغییر شکل و عدم ترک خوردگی در تنش های ساختمانی باشد.
ضعف سیمان
در اینجا چگونگی کار این مولکول را توضیح می دهیم:
tobermorite، یک عنصر کلیدی در بتنی است که در زمان های قدیم مورد استفاده قرار می گرفت. این ماده به صورت لایه ای، مانند دسته ای از کاغذ روی هم قرار می گیرد و به ذرات محکمی تبدیل می شود. این ذرات اغلب در تغییر شکل و تنش ها، با اجازه دادن به جابجایی لایه ها عملکرد خوبی دارند. به این صورت، لایه ها می توانند قبل از محکم شدن، لغزش کمی داشته باشند تا به شکل دلخواه دربیایند. محققان اولین مدل های کامپیوتر از این سلول فوق العاده را طراحی کرده اند. آن ها دریافتند که tobermorite تحت شرایط تنش ساختمانی بدون نقص و به راحتی مانند مولکول های آب، روی یکدیگر سر می خورند و تنش ها را تحمل می کنند. به این ترتیب، با سر خوردن لایه ها روی هم ، تنش های ساختمانی بدون ترک خوردگی منتقل می شوند.
ضعف سیمان
اما لایه های این ذرات در برابر تغییر شکل، مانند دندانه های یک قفل نرم، تنها می توانند حرکت کوچکی داشته باشند. این هوشمندی در اطراف هسته ذره باعث می شود که ایم مواد انعطاف پذیرتر و قادر به تنظیم تنش های ساختمانی گردند. این خواص کلید طراحی بتن های جدیدی هستند که به صورت همزمان قوی و محکم باشند. دو ویژگی مهندسی که به شدت در کاربردهای مختلف مورد انتظار می باشد. این مطالعات مطالعه سعی کرده اند تا ویژگی های به ظاهر ضعیف سیمان را برای رسیدن به خواص مطلوب مانند استحکام بالا به کار ببرند.