Ученые из Университета Дрекселя в Пенсильвании разработали «самонагревающийся бетон»
Дорожное покрытие из нового материала потенциально может решить проблему заснеженных трасс и затрат, вязанных с их расчисткой и обслуживанием. Об этом пишет «New Atlas».
По словам главного исследователя лаборатории перспективных инфраструктурных материалов и одного из соавторов исследования Амира Фарнама, одним из способов продлить срок службы бетонных поверхностей, в том числе и дорог, является поддержание температуры поверхности выше нуля в течение всего периода холодов. Фактически основная задача заключается в том, чтобы предотвратить процесс замерзания и оттаивания.
«Секретным ингредиентом» ученых стал парафин, поскольку он выделяет тепло, когда переходит из жидкого состояния при комнатной температуре в твердое при падении температуры. На первом этапе исследования ученые протестировали бетон с фазовым переходом в лабораторных условиях, а на втором — в реальном времени и в реальных условиях.
Для введения парафина в бетонные плиты ученые использовали два метода. В первом, ученые погружали в парафин пористые мелкие камни и гальку, а затем их добавляли в бетон. Во втором — микрокапсулы парафина смешивались непосредственно с бетоном.
В общей сложности ученые изучили три бетонных плиты: две из них были созданы с использованием парафина, веденного двумя разными способами, третья — контрольная, без введения парафина. После этого все три плиты разместили на улице в декабре 2021 года — следующие два года они подвергались заморозкам и оттаиваниям, а также осадкам.
Все это время ученые наблюдали за плитами с помощью датчиков и видеокамер. Результаты исследования показали, что бетон с фазовым переходом поддерживал температуру от 5,6°C до 12,8°C в течение 10 часов, когда температура падала ниже нуля. При этом выделенного тепла было достаточно, чтобы растопить снег.
При этом, плита из легкого заполнителя лучше выдерживала нагрев, поддерживая температуру выше точки замерзания до 10 часов, тогда как микрокапсульный парафин нагревался быстрее, но сохранял тепло лишь половину времени. Таким образом ученые пришли к выводу, что использование нового материала в действительности может сохранить дороги, а также уменьшить затраты на их обслуживание.
Отметим, что ученые планируют продолжить исследования, чтобы проверить эффективность материала в долгосрочной перспективе.
