Dit is mijn vierde jaar als Cement-blogger en als je me hebt gevolgd, weet je dat mijn passie ligt bij nieuwe betonsoorten. In mijn onderzoek aan de TU Delft bekijk ik hoe we veelbelovende innovatieve materialen efficiënt, veilig en betrouwbaar in onze constructies kunnen toepassen. Zo schreef ik meerdere keren over ultrahogesterktebeton, dat veel sterker is. En over buigzaam beton (SHCC), dat veel taaier is. En over geopolymeerbeton, dat milieuvriendelijker kan zijn. Maar er zijn ook echt vreemde materialen met heel ongewoon gedrag. Auxetisch cementgebaseerd composiet is daar een prachtig voorbeeld van.
Auxetische materialen hebben een negatieve Poisson-verhouding. Daarmee vertonen deze nieuwe materialen een onverwacht gedrag als ze aan mechanische belastingen worden blootgesteld. Het materiaal zet zijdelings uit (het wordt dikker) wanneer het wordt uitgerekt. Andersom, als het wordt samengeperst trekt het zijdelings samen en wordt het dunner (zie de video van Yading [1]). Dit komt door de specifieke interne structuur en is tegengesteld aan de gebruikelijk materialen met een positieve Poisson-verhouding. Vanwege het zijdelingse opsluiteffect wordt wel gesproken van een toename van de hardheid van dergelijke materialen. Met de ontwikkelingen op het gebied van 3D-printen ligt de productie ervan binnen handbereik. Je zou overigens misschien moeten spreken van structuren, omdat het materiaal niet homegeen is. Maar dat is een kwestie van definitie en niveau waarop je het materiaal beschouwd.
Hoe kunnen we profiteren van deze nieuwe type materialen? Wat zijn de potentiële toepassingen? In medische wereld bijvoorbeeld kan materiaal met deze eigenschap zorgen voor een betere verankering van heupimplantaten [2].
En wat kan het de civiele techniek brengen? Wellicht biedt het mogelijkheden voor slimme bevestigingsmiddelen, impactresistentie, aardbevingsbestendigheid, trillingsisolatie? De toekomst zal het leren.
Verbazingwekkend toch hoe onvoorspelbaar de toekomst soms is. De titel van een artikel dat ik onlangs las, was ‘Auxetische materialen: de positieve kant van negatief zijn’. Heel toepasbaar ook voor deze ongewone coronatijd. Verbazingwekkend ook hoe in de laatste drie maanden totaal ongewone, rare situaties makkelijk gewoon en normaal lijken geworden: veel thuis blijven, sociale contacten beperken.
Ongewoon voor mijn gewoon gedrag is dat deze blog gewoon kort is. Hopelijk zijn sommige van de huidige ‘ongewone dingen’ bij mijn volgende blog toch weer normaal, zoals voorheen. Ook dat we op de TU Delft weer een nieuw betonboegbeeld hebben. Hopelijk is dat niet ongewoon geworden.
Tot dan en blijf gezond!
Referenties
[1] Xu, Y., Zhang, H., Schlangen, E., Lukovic, M., & Šavija, B. (2020). Cementitious cellular composites with auxetic behavior. Cement and Concrete Composites, 103624.
[2] https://www.linkmagazine.nl/onderzoekers-tu-delft-ontwikkelen-hybride-meta-biomateriaal-levensduur-heupimplantaten-verlengen/
Reacties