Simulering visar hur joner rör sig i cementens nanoporer
Kai Gong, biträdande professor i civil- och miljöteknik vid Rice University och postdoktorn Weiqiang Chen.
Cementpastan i betong innehåller ett komplext nätverk av porer på nanoskala. Dessa porers struktur och kemi har stor betydelse för hur snabbt vatten och joner kan tränga in i materialet, vilket i sin tur påverkar korrosionshastigheten på armeringen.
– Tidigare studier har använt experimentella metoder för att undersöka jontransport, men vi saknade en detaljerad bild av rörelsen på molekylnivå, säger Kai Gong, biträdande professor i civil- och miljöteknik vid Rice University, till universitetets egen nyhetssajt.
Tillsammans med postdoktorn Weiqiang Chen har han använt molekylärdynamiska simuleringar för att modellera hur vatten och joner rör sig i olika typer av porer vid varierande temperatur.
Studien visar att rörelsen bromsas kraftigt nära porväggarna men ökar mot porens mitt. Denna förståelse kan användas för att förutsäga jontransport och därmed konstruera cementblandningar som ger bättre beständighet mot inträngning av kloridjoner.
Detta är av särskilt intresse i marina miljöer och för infrastruktur som utsätts för avisningssalt. Förbättrad hållbarhet i betongkonstruktioner kan samtidigt bidra till att minska klimatavtrycket. Cement- och ståltillverkning står tillsammans för nästan hälften av byggsektorns globala utsläpp av växthusgaser.
Forskarnas metod för att analysera jontransport på atomnivå kan också få tillämpningar inom andra fält, exempelvis vattenrening, batteriteknik och hantering av kärnavfall, enligt Rice University.
Läs mer
Mycket lärande när universitet satsar på återbruk
När Mälardalens Universitet behövde renovera hamnade återbruk i fokus. Det blev starten på ett lärande för både entreprenörer och byggherrar.
Återvunnen plast testas i 3D-printade golvstolsystem
Forskare vid MIT har 3D-printat golvstolar av återvunnen plast som i tester klarat över 1 800 kilos belastning. Blir detta ett genombrott för cirkulärt byggande?
Kontorsdesign styrs för mycket av trender
Eget rum har tydliga fördelar ur väldigt många psykosociala aspekter. Ändå styrs kontorens utformning mycket av trender. Christina Bodin Danielsson på KTH uppmanar företag att fundera mer på organisationens behov.