De er overalt, selv om vi knapt reservedeler en tanke for dem i hverdagen - prefabrikerte betongelementer. Enten det er en bro dragere, kloakk rør, trapper eller jernbanesviller: millioner av disse strukturelle elementene er industrielt prefabrikerte og installeres direkte på stedet. Med X-Seed, BASF har lykkes i å innføre en viktig nyskaping på dette området.
Fordi denne herding gasspedalen ikke bare tillater betongelementer enheter som skal produseres raskere og i bedre kvalitet, det reduserer også betydelig energiforbruk og tilhørende utslipp av klimagassen karbondioksid (CO2).
Betong er nå allestedsnærværende. På verdensbasis er rundt 1,4 milliarder tonn sement brukes til å produsere denne harde kunstig stein.
Hvordan virker det? Den viktigste ingrediensen av betong er sement, som oppnås ved å skyte kalkstein, leire og mineraler ved høye temperaturer for å produsere sement klinker. Denne prosessen forbruker enorme mengder energi. Den grovkornet klinker er endelig malt til en fin, grå sement pulver som stivner etter blanding med vann. Kjemisk sett, krystallisere kalsium silikat hydrat (CSH) og andre forbindelser ut av sement under denne prosessen til å danne en kompakt kunstig stein der samlet stoffer som sand eller grus også inneholdt i betongen er innebygd.
Prefabrikkerte komponenter produseres ved å helle den fremdeles flytende betong inn i forskalingen former laget av tre, metall eller plast. Bare når betongen har herdet tilstrekkelig kan denne støpeform åpnes og komponenten fjernet. Ved temperaturer på rundt 20 grader Celsius tar det rundt tolv timer til betongen er hardt nok - verdifull tid der forskalingen ikke kan re-utnyttes. Å fremskynde ting opp, er den flytende betongen ofte oppvarmet med damp. Selv om dette akselererer herdeprosessen, krever det også mye ekstra energi. Dessuten kan denne behandlingen føre til interne termiske påkjenninger, misfarging og en grovere overflate på det ferdige betong delen.
"X-Seed gjør varmeherding med alle sine ulemper stort sett overflødige," forklarer Dr. Michael Kompatscher, ansvarlig for BASF europeiske betongelementer komponent markedet. "Med denne additive, stivner betong like raskt ved 20 grader Celsius som den ellers gjør ved 60 grader Celsius og ved en genialt enkel metode - fordi alt det innebærer er å legge til noe som allerede er tilstede i den konkrete uansett. Kalsium silikat hydrat." Mer presist, det er utallige millioner av bittesmå CSH krystaller med en diameter på flere nanometer suspendert i væsken i X-Seed. På grunn av nanosize deres, flere veldig homogent fordelt krystallisering frø kan bli innkvartert i samme masse og dermed fremme raskere vekst. Når betongen stivner, kan ytterligere molekyler fra sement fester seg til disse CSH frø. Den resulterende krystallene vokser tettere og endelig interlock å danne den kompakte sement stein.
Virkningsmekanismen av herding gasspedalen forklares av professor Horst-Michael Ludwig av Bauhaus-universitetet i Weimar: "I tillegg til temperaturen tilgjengeligheten av disse krystallisering frøene bestemmer graden av dannelse av krystaller og dermed herdeprosessen Normalt det. CSH frø først å danne spontant fra flere molekyler frigjøres fra sement som tilfeldigvis kommer i kontakt med hverandre. X-Seed unngår denne første barriere for krystallisering ved å gi et overskudd av disse små krystall frø. " En annen faktor er at CSH krystaller form i et mer homogent distribuert måte, legger eksperten for konstruksjonsmaterialer som tidlig vendte sin oppmerksomhet mot dette temaet. "Uten den ekstra frø, bremser krystaller første formen på overflaten av sementen korn, som snart omsluttet av en krystallinsk lag som forsinker utveksling av vann og molekyler frigjøres fra klinker og så også ned ytterligere herding prosessen. "
Begge disse effektene av syntetisk krystall frøene halvere tiden til forskalingen fjernes ved 20 grader Celsius fra tolv til seks timer, uten påvisbare forskjeller i det endelige produktet. Dette høres enkelt i teorien, innrømmer BASF forsker Dr. Luc Nicoleau som var sentralt involvert i utviklingen av X-Seed: "Men den største utfordringen var å holde syntetisk CSH krystaller måler bare noen få nanometer i flytende suspensjon i lengre perioder uten dem smelter sammen og miste effektivitet. " Den BASF eksperter endelig lyktes i å utføre dette imponerende prestasjon av prosessteknologi takket være sine mange års erfaring med spredning av ultrafine materialer.
Når X-Seed, som kan ganske enkelt være måket inn i betongen mixer sammen med de andre ingrediensene, ble endelig lansert på markedet i 2009, dens enorme bruk potensialet ble umiddelbart åpenbare. Foruten det store markedet for prefabrikkerte betongelementer, der produsentene nå kan produsere mer effektivt og raskere, og håndterer store arbeidsmengder mer fleksibelt, tilbyr dette innovative gasspedalen også fordeler for en rekke andre programmer. Produktet forkorter bygging tider av veier, tunneler og flystriper - også om vinteren utetemperaturer. Den nanoproduct X-Seed ikke bare sparer kostnader, det har også en svært positiv innvirkning på energi og klima balanse og dermed bærekraften av materialet betong.