Ученые рассмотрели поведение бетона в условиях космоса

Москва, 13:50, 04 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследователи воспользовались ресурсами Международной космической станции, чтобы определить, как бетон застывает в условиях микрогравитации.

Бетон считается перспективным материалом для космических экспедиций. Но ученым еще не все известно о поведении смеси при разной гравитации. Для проекта «Микрогравитационное исследование затвердевания цемента» (МИЗЦ) специалисты впервые смешали трехкальциевых силикат (Ca₃SiO₅ или C₃S) с водой за пределами Земли, сообщает phys.org. Это – основной компонент большинства видов цемента. C₃S управляет многими химическими реакциями и свойствами. Ученые проверяли, приведет ли твердение при микрогравитации к формированию уникальных структур. Они впервые сравнили образцы цемента, обработанные в земных и космических условиях.

Выводы проекты опубликованы в Frontiers in Materials.

«В марсианских или лунных миссиях потребуется защитить людей и оборудование от экстремальных температур, излучения. Единственный способ – построить инфраструктуру во внеземной среде, — сказала Александра Радлинская, главный исследователь из Университета штата Пенсильвания. – Одно из решений – использовать напоминающий бетон материал. Он обеспечивает большую защиту, в сравнении с большинством аналогов».

Дополнительный теоретический плюс бетона – возможность производства на месте. Для оценки поведения материала в космосе, ученые создали серию смесей, отличающихся по типу цемента, количеству добавок, объему воды и времени на увлажнение. Попадая в жидкость, цементные зерна растворяются, меняя структуру. Сформировавшиеся кристаллы соединяются. На первый взгляд, космические образцы имели заметные структурные изменения. Увеличивалась пористость.

«Это влияет на прочность, но мы пока не измеряли параметр космических образцов, — сказала Радлинская. – Но теперь известно, что существуют отличия с обработанными на Земле материалами. Мы можем изучить их для определения возможности использования смеси в космосе».

Центрифуга станции имитируют уровни гравитации разных внеземных объектов. Сейчас специалисты анализируют образцы, содержащие лунный грунт.

«Мы подтвердили гипотезу, что цемент может твердеть в космосе, — сказала Радлинская. – Следующий этап – найти подходящие связующие агенты для разных уровней гравитации».