สิ่งที่ดูเหมือน shtick comed slap comedy เป็นวิทยาศาสตร์ที่มั่นคงจริงๆ ด้วยอนาคตอันกว้างไกลของมนุษยชาติที่เกี่ยวข้องกับที่อยู่อาศัยโครงสร้างอื่น ๆ และการมีอยู่อย่างถาวรบนดวงจันทร์และดาวอังคารการผสมคอนกรีตในอวกาศเป็นเรื่องจริงจัง NASA มีโปรแกรมการศึกษาที่เรียกว่า MICS (Microgravity Investigation of Cement Solidification) ซึ่งกำลังตรวจสอบว่าเราจะสร้างที่อยู่อาศัยหรือโครงสร้างอื่น ๆ ในสภาวะไร้น้ำหนักได้อย่างไร
คอนกรีตเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลกไม่ใช่การนับน้ำ มันใช้กันอย่างแพร่หลายมากกว่าไม้ นอกจากนี้ยังได้รับรอบเป็นเวลานาน
นอกเหนือจากคุณภาพที่เป็นฉนวนคอนกรีตยังสามารถให้การป้องกันจากรังสีและความแข็งแรงของโครงสร้างให้การป้องกันจากผลกระทบของอุกกาบาต แม้ว่าจะไม่ใช่ตัวเลือกเดียวสำหรับสิ่งปลูกสร้าง แต่ก็อาจมีบทบาทในการเล่น มันอาจจะกลายเป็นวัสดุสำคัญเพราะมีเพียงซีเมนต์เองเท่านั้นที่ไม่จำเป็นต้องเพิ่มความร้อนหรือน้ำ
ในฐานะส่วนหนึ่งของ MICS และการศึกษาที่เกี่ยวข้องที่เรียกว่า MVP Cell-05, NASA และ Pennsylvania State University ร่วมมือกับนักบินอวกาศในสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อผสมคอนกรีต คุณสมบัติของ Concrete บนโลกนั้นเป็นที่เข้าใจกันดี แต่ microgravity นำเสนออีกสถานการณ์หนึ่ง ผลลัพธ์ถูกเผยแพร่ใน Frontiers in Materials และมีบรรดาศักดิ์“ Microgravity Effect ต่อการพัฒนาโครงสร้างทางจุลภาคของไตรแคลเซียมซิลิเกต (C)3S) แปะ”
“ การทดลองของเรามุ่งเน้นไปที่ปูนซิเมนต์ที่ยึดคอนกรีตเข้าด้วยกัน”
Aleksandra Radlinska ผู้ตรวจสอบหลักสำหรับ MICS
คอนกรีตเองเป็นส่วนผสมของ aggregrate ซึ่งประกอบด้วยทรายกรวดและหินซึ่งจัดขึ้นพร้อมกับซีเมนต์ซึ่งมีอยู่สองประเภท: ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์หรือซีเมนต์จีโอโพลีเมอร์ รวมทุกอย่างเข้ากับน้ำในสัดส่วนที่ถูกต้องผสมให้เข้ากันแล้วจัดเป็นรูปร่างและเมื่อรักษาหรือแข็งตัวดีแล้วก็เป็นสารที่แข็งแกร่งมาก นั่นเป็นสาเหตุที่โครงสร้างโบราณบางอย่างเช่นท่อระบายน้ำโรมันซึ่งทำด้วยคอนกรีตบางส่วนยังคงอยู่
แม้จะแพร่หลายไปมากแค่ไหนในโลกสมัยใหม่ของเรา แต่ก็ยังมีนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่ไม่รู้ว่ามันทำงานอย่างไร แต่พวกเขารู้ว่ามันแข็งขึ้นมันก่อตัวผลึกที่เชื่อมต่อกันและกับทรายและกรวดทำให้คอนกรีตมีความแข็งแรง นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการที่เกิดขึ้นในสภาวะไร้น้ำหนัก
“ การทดลองของเรามุ่งเน้นไปที่ปูนซิเมนต์ที่ยึดคอนกรีตเข้าด้วยกัน เราต้องการที่จะรู้ว่าสิ่งที่เติบโตในคอนกรีตซีเมนต์เมื่อไม่มีปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วงเช่นการตกตะกอน” อเล็กซานเดอร์ราลินสกาผู้วิจัยหลักของ MICS และ MVP Cell-05 กล่าว
Radlinska กล่าวว่า“ มันสามารถเปลี่ยนการกระจายของโครงสร้างผลึกขนาดเล็กและคุณสมบัติของวัสดุได้ในที่สุด”
“ สิ่งที่เราพบอาจนำไปสู่การพัฒนารูปธรรมทั้งในอวกาศและบนโลก” Rudlinska กล่าว “ เนื่องจากปูนซีเมนต์ถูกใช้อย่างกว้างขวางทั่วโลกแม้แต่การปรับปรุงเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลกระทบอย่างใหญ่หลวง”
อัตราส่วนของน้ำ aggregrate และคอนกรีตที่จำเป็นในการผลิตคอนกรีตที่มีคุณสมบัติเฉพาะนั้นเป็นที่เข้าใจกันดีบนโลก แต่แล้วบนดวงจันทร์ล่ะ? มันมีแรงดึงดูดของโลกเพียง 1 ใน 6 หรือดาวอังคารซึ่งมีแรงโน้มถ่วงมากกว่า 1 ใน 3 ของโลก การทดลองถูกออกแบบมาเพื่อให้แสงสว่างกับคำถามนี้
ในการทดลอง MICS นักบินอวกาศมีผงซีเมนต์จำนวนหนึ่งซึ่งพวกเขาเติมน้ำเข้าไป จากนั้นพวกเขาเติมแอลกอฮอล์ลงในหีบห่อบางช่วงเวลาต่าง ๆ เพื่อหยุดความชุ่มชื้น
ในการทดลองที่สอง MVP Cell-05 นักบินอวกาศได้เติมน้ำลงในหีบห่อปูนซีเมนต์ แต่พวกเขาใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงบนสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อจำลองความโน้มถ่วงที่แตกต่างกันรวมถึงแรงโน้มถ่วงของดาวอังคารและจันทรคติ ตัวอย่างจากการทดลองทั้งสองถูกส่งกลับสู่โลกเพื่อวิเคราะห์
ผู้ร่วมวิจัยหลักสำหรับ MVP Cell-05 คือ Richard Grugel เขากล่าวว่า“ เราเห็นแล้วและบันทึกผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิด”
การทดลองแสดงให้เห็นว่าคอนกรีตผสมในไมโครแรงโน้มถ่วงได้เพิ่มความพรุนขนาดเล็ก มีฟองอากาศในตัวอย่างแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กซึ่งไม่ปรากฏในตัวอย่างแรงโน้มถ่วงของโลก นั่นเป็นเพราะทุ่นลอยน้ำ บนโลกนั้นฟองอากาศจะลอยขึ้นไปด้านบนและในความเป็นจริงคอนกรีตบางครั้งถูกสั่นสะเทือนทางกลไกก่อนที่จะทำการบ่มเพื่อช่วยขับฟองอากาศออกซึ่งอาจทำให้คอนกรีตอ่อนตัวลง
ทั้ง MICS และ MVP Cell-05 มีการตกผลึกมากกว่าตัวอย่างภาคพื้นดิน microporosity ที่มากขึ้น 20% ในตัวอย่างน้ำหนักเบาทำให้มีพื้นที่มากขึ้นสำหรับการตกผลึกและผลึกขนาดใหญ่ซึ่งควรสร้างความแข็งแรงมากขึ้น แต่ยิ่ง microporosity มากขึ้นในตัวอย่างน้ำหนักเบาก็สร้างคอนกรีตที่มีความหนาแน่นน้อยลงซึ่งอาจหมายถึงคอนกรีตที่อ่อนแอกว่า ขนาดของ micropores ในตัวอย่าง microgravity ก็มีขนาดหนึ่งขนาดใหญ่กว่าตัวอย่างภาคพื้นดิน
คอนกรีตน้ำหนักเบามีการตกตะกอนน้อยกว่าซึ่งหมายความว่าอนุภาคขนาดเล็กของมวลรวมไม่ได้ตกลงสู่จุดต่ำสุดในระหว่างการชุบแข็ง แต่จะกระจายอย่างสม่ำเสมอผ่านคอนกรีต นั่นหมายความว่าคอนกรีตมีความสม่ำเสมอมากกว่าซึ่งอาจส่งผลต่อความแข็งแรง
นี่เป็นการศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับคอนกรีตในสภาวะไร้น้ำหนัก ไม่มีการทดสอบความแข็งแรงในตัวอย่างที่มีขนาดเล็กมากดังนั้นข้อสรุปใด ๆ เกี่ยวกับความแข็งแรงจึงเกิดขึ้นก่อนเวลาอันควร แต่มันจะชี้ให้เห็นคุณสมบัติที่แตกต่างกันมากระหว่างคอนกรีต 1G และคอนกรีตไมโครแรงโน้มถ่วงซึ่งจะไม่มีข้อสงสัยในอนาคต
“ รูพรุนที่เพิ่มขึ้นมีผลโดยตรงต่อความแข็งแรงของวัสดุ แต่เรายังไม่สามารถวัดความแข็งแรงของวัสดุที่เกิดขึ้นในอวกาศได้” Radlinska กล่าวในการให้สัมภาษณ์กับ designboom
มากกว่า:
- การศึกษา: ผลของแรงโน้มถ่วงขนาดเล็กในการพัฒนาโครงสร้างจุลภาคของไตรแคลเซียมซิลิเกต (ค3S) วาง
- Sciencecast ของนาซา: ประสานสถานที่ของเราในอวกาศ
- การศึกษา: ผลิตภัณฑ์ไฮเดรชั่นของ C.3A, C3S และปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ต่อหน้า CaCO3
- designboom: นักบินอวกาศของนาซ่าสำรวจว่าเกิดอะไรขึ้นกับคอนกรีตเมื่อมันถูกผสมในอวกาศ
- สมาคมปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์: ปูนซีเมนต์และคอนกรีต
- สมาคมอวกาศแห่งชาติ: คอนกรีต: วัสดุที่มีศักยภาพสำหรับสถานีอวกาศ
