Die nächste Generation von kunststoffmodifiziertem Beton

In den letzten 15 bis 35 Jahren haben Wissenschaftler und Ingenieure einige aufregende neue Hochleistungsanwendungen für PMC entwickelt, die die Technologie auf die nächste Stufe gehoben und Lösungen für einige der größten Herausforderungen in der Bauindustrie geschaffen. Hier sind vier der bemerkenswertesten Neuerungen:

• Selbstverfestigender Beton (SCC) , auch selbstverdichtender Beton genannt, wurde in den 1980er Jahren in Japan für den Bau von Hochhäusern, Brücken und Tunneln entwickelt. Ein Hochleistungsmaterial, das stärker und haltbarer ist, eine zuverlässigere Qualität und eine gleichmäßigere Oberflächenstruktur liefert und eine schnellere Konstruktion ermöglicht.
  
  Normaler Beton ist ein dichtes, viskoses Material, das den Einsatz von Vibrationen oder anderen mechanischen Verfestigungstechniken erfordert, um Luftblasen zu entfernen, die während des Gießens eingeschlossen wurden und den Beton schwächen, wenn er an Ort und Stelle bleibt. Der Einsatz von Vibration ist jedoch zeit- und arbeitsintensiv und kann bei unsachgemäßer Ausführung zu kritischen Baumängeln führen. SCC wurde entwickelt, um dieses Problem zu vermeiden. Es wird durch die Kombination eines hohen Anteils an feinen Zuschlagstoffen, Polycarboxylat-Polymeren und Viskositätsmodifikatoren hergestellt. Kürzlich haben einige Ingenieure mit der Zugabe von Latex zu verschiedenen Arten von Fließmitteln experimentiert, um eine aktualisierte Version von SCC herzustellen. Das Ergebnis ist in jedem Fall ein stabiler, sehr fließfähiger, selbstverfestigender Beton, der sich ohne Rütteleinrichtung durch sein Eigengewicht in Betonschalungen verteilt. Die Verwendung von SCC reduziert Arbeits- und Zeitaufwand und eliminiert eine mögliche Quelle für technische Probleme und Probleme bei der Qualitätskontrolle.
  
  
• durchlässiger Beton , auch bekannt als No-Fine- oder No-Sand-Beton, ist eine weitere innovative Anwendung von polymermodifiziertem Beton. Da die Formulierung für durchlässigen Beton keinen Sand verwendet, hat sie eine poröse, offenzellige Struktur, die Wasser leicht durchlässt, was sie zu einem optimalen Material für die Verwaltung von Regenwasserabfluss in bebauten Umgebungen gemäß den Vorschriften der US-Umweltschutzbehörde (EPA) macht . Bei durchlässigem Beton fungiert Latex als Verstärker und hilft, die Zuschlagstoffe miteinander zu verbinden. Die Verwendung von Styrol-Butadien-Polymeren in durchlässigem Beton kann seine mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Biegefestigkeit, verbessern, ohne den Hohlraumgehalt und die Drainagefähigkeit zu verringern.
  
  Der einzige Nachteil von durchlässigem Beton ist die allgemeine mangelnde Erfahrung der Industrie mit dem Material. Bei durchlässigem Beton müssen die Mengen an Wasser, zementartigen Materialien und anderen Bestandteilen sorgfältig kontrolliert werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
  
  
• Zementloser Beton ist eine aufstrebende Technologie, die durch ihr Potenzial als nachhaltiger Baustoff auffällt. Die Herstellung von Portlandzement erfordert erhebliche Energiemengen. Gleichzeitig erzeugt der Zement in fertigen Bauwerken sein eigenes Kohlendioxid. Bei der Produktion von einer Tonne Zement entsteht etwa eine Tonne CO ₂ , was etwa 5–7 % des jährlich weltweit produzierten Treibhausgases ausmacht. Die Reduzierung der Zementmenge in Beton bietet eine praktikable Möglichkeit, den CO2-Fußabdruck bebauter Umgebungen zu verringern.

Ingenieure haben mit Silikastaub, Flugasche und Schlacke als ergänzende Zementierungsmaterialien in der täglichen Betonproduktion experimentiert und konnten CO . reduzieren ₂ Emission. Die Forschung ist noch im Gange, aber auch Latexzusätze sind vielversprechend als Materialien, um Zement zu ersetzen.

• Biegbarer Beton , oder Engineered Cementitious Composite (ECC), ist eine weitere relativ neue Anwendung von PMC. Herkömmlicher Beton hat eine gute Tragfähigkeit, kann jedoch Zugspannungen nicht effektiv standhalten. Durch das Ersetzen der groben Zuschlagstoffe im Beton durch Fasern kann Beton flexibler, sogar biegsamer gemacht werden. Die Fasern können viele Formen annehmen – Quarzfasern, Glasfasern, Stahlfasern, Asbestfasern oder Polyvinylalkoholfasern – aber es ist die Elastizität der Mikrofasern, die dem Beton Flexibilität verleiht. Ein weiteres wichtiges Element in biegsamem Beton ist Mikrokieselsand, obwohl auch feiner Flusssand verwendet werden kann. Mit Latex angereicherte Fließmittel werden ebenfalls verwendet, um die Flexibilität des Betons noch weiter zu verbessern.3