Ett sällsynt och extra hållfast byggmaterial upptäckt

Ett sällsynt och extra hållfast byggmaterial upptäckt.

Av Markku Björkman

Japanska forskare hittade nyligen ett sällsynt mineral i kärnkraftverkets väggar. Materialet visade sig kunna förbättra anläggningens hållfasthet avsevärt efter flera år av full drift. En sällsynt mineral som har möjliggjort att romerska betongbarriärer har överlevt i mer än 2000 år har hittats i de tjocka betongväggarna i ett avvecklat kärnkraftverk i Japan.

Bildandet av ämnet aluminat tobermorit ökade väggarnas hållfasthet mer än tre gånger deras designstyrka, rapporterar forskare och kollegor vid Nagoya University i tidskriften Materials and Design. Fyndet kan hjälpa forskare att utveckla starkare och mer miljövänligare betong.

Vi upptäckte att cementhydrater och bergformande mineraler reagerade på ett sätt som liknar vad som händer i romersk betong, vilket väsentligt ökar styrkan hos kärnkraftanläggningens väggar, säger Nagoya- universitetets miljöingenjör Ippei Maruyama. 

Forskning har visat att romersk betong som används vid byggnation av marina barriärer har lyckats överleva i mer än två årtusenden eftersom havsvatten löser vulkanisk aska i blandningen, vilket leder till bildandet av aluminiumhaltig tobermorit.

Eftersom aluminium tobermorit är en kristall gör den betongen mer kemiskt stabil och starkare. Det är mycket svårt att infoga aluminiumhaltig tobermorit direkt i dagens betong. Forskare har genererat detta mineral i laboratoriet, men tillvägagångssättet kräver mycket höga temperaturer över 70° C.

Å andra sidan har laboratorieexperiment visat att heta miljöer skadar betongens hållfasthet, vilket har lett till regler som begränsar användningen av experimentet till temperaturer under 65° C.

Maruyama och hans kollegor upptäckte att aluminiumhaltig tobermorit bildades i en kärnreaktors betongväggar när temperaturen bibehölls konstant mellan 40 och 55 ° C under 16,5 år. Obs: Tidigare ALS-studier visade att kalk, vid exponering för havsvatten, reagerade med vulkanaskan för att producera aluminiumhaltig tobermorit (Al-tobermorite), ett skiktat mineral som bildar fina fibrer och plattor.