ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com
TEDxDelft

Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt

Erik Schlangen: Samonaprawiający się asfalt

Filmed:
1,041,208 views

Utwardzone drogi mają wiele zalet, ale łatwo się niszczą, a ich naprawa dużo kosztuje. Erik Schlangen pokazuje nowy rodzaj asfaltu porowatego, wykonanego z prostych materiałów, ale o niesamowitej właściwości - jego uszkodzenia można naprawić za pomocą ogrzewania indukcyjnego. (Nagranie pochodzi z TEDxDelft.)
- Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:53
(HammerMłot)
0
37295
2824
(Uderzenie młotkiem)
00:59
(LaughterŚmiech)
1
43184
4034
(Śmiech)
01:19
(MicrowaveKuchenka mikrofalowa beepssygnały dźwiękowe) (LaughterŚmiech)
2
64076
5924
(Sygnał mikrofalówki) (Śmiech)
01:31
You probablyprawdopodobnie all agreeZgodzić się with me
3
75696
2025
Pewnie zgodzicie się,
01:33
that this is a very nicemiły roadDroga.
4
77721
2775
że to bardzo ładna droga.
01:36
It's madezrobiony of asphaltasfaltu,
5
80496
2159
Zrobiona jest z asfaltu,
01:38
and asphaltasfaltu is a very nicemiły materialmateriał to drivenapęd on,
6
82655
3234
a po asfalcie jedzie się bardzo przyjemnie,
01:41
but not always, especiallyszczególnie not on these daysdni as todaydzisiaj,
7
85889
4134
ale nie zawsze.
Zwłaszcza w dzień jak dzisiaj,
01:45
when it's rainingpada a lot.
8
90023
1851
gdy dużo pada.
01:47
Then you can have a lot of splashpluśnięcie waterwoda in the asphaltasfaltu.
9
91874
2948
Woda stoi na ulicy
i rozbryzguje się pod kołami.
01:50
And especiallyszczególnie if you then ridejazda with your bicyclerower,
10
94822
2294
A szczególnie, gdy jedziecie rowerem
01:53
and passprzechodzić these carssamochody, then that's not very nicemiły.
11
97116
3945
i mijacie te samochody,
to nie jest zbyt przyjemnie.
01:56
AlsoRównież, asphaltasfaltu can createStwórz a lot of noisehałas.
12
101061
3110
Dodatkowo, asfalt potrafi
wytworzyć niezły hałas.
02:00
It's a noisygłośny materialmateriał,
13
104171
1614
To hałaśliwy materiał,
02:01
and if we produceprodukować roadsdrogi like in the NetherlandsHolandia,
14
105785
2444
a jeśli budujemy drogi tak jak w Holandii,
02:04
very closeblisko to citiesmiasta, then we would like a silentcichy roadDroga.
15
108229
4132
bardzo blisko miast,
to chcemy, żeby były one ciche.
02:08
The solutionrozwiązanie for that is to make roadsdrogi
16
112361
3269
Rozwiązaniem jest budowa dróg
02:11
out of porousporowaty asphaltasfaltu.
17
115630
2177
z asfaltu porowatego.
02:13
PorousPorowate asphaltasfaltu, a materialmateriał that we use now
18
117807
1991
Asfalt porowaty, materiał używany obecnie
02:15
in mostwiększość of the highwaysautostrad in the NetherlandsHolandia,
19
119798
2959
do budowy większości
holenderskich autostrad,
02:18
it has porespory and waterwoda can just raindeszcz throughprzez it,
20
122757
3444
ma pory, w które woda może wnikać,
02:22
so all the rainwaterwoda deszczowa will flowpływ away to the sidesboki,
21
126201
2901
więc cały opad może odciekać na boki,
02:25
and you have a roadDroga that's easyłatwo to drivenapęd on,
22
129102
2089
ułatwiając poruszanie się po drodze
02:27
so no splashpluśnięcie waterwoda anymorejuż.
23
131191
1930
i nie da się już nikogo ochlapać.
02:29
AlsoRównież the noisehałas will disappearznikać in these porespory.
24
133121
3162
Pory redukują również hałas.
02:32
Because it's very hollowHollow, all the noisehałas will disappearznikać,
25
136283
3023
Mają one zdolność wyciszania,
więc cały hałas znika,
02:35
so it's a very silentcichy roadDroga.
26
139306
2588
a droga staje się cicha.
02:37
It alsorównież has disadvantageswady, of coursekurs,
27
141894
3545
Oczywiście ma też wady.
02:41
and the disadvantageWadą of this roadDroga is that ravelingowanie can occurpojawić się.
28
145439
4162
Wadą takiej nawierzchni jest to,
że może dojść do jej rozluźnienia.
02:45
What is ravelingowanie? You see that in this roadDroga
29
149601
2925
Czym ono jest? Widzicie to na tej drodze,
02:48
that the stoneskamienie at the surfacepowierzchnia come off.
30
152526
2621
gdzie ziarna odłączyły się od powierzchni.
02:51
First you get one stonekamień, then severalkilka more,
31
155147
5278
Wpierw jest jeden kamyk,
później kilka następnych
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
i jeszcze więcej,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (LaughterŚmiech)
33
162167
3567
a wtedy one... Dobrze, nie zrobię tego.
(Śmiech)
03:01
But they can damageuszkodzić your windshieldprzednia szyba,
34
165734
2914
Ale mogą one uszkodzić szybę,
03:04
so you're not happyszczęśliwy with that.
35
168648
1790
co raczej wam się nie spodoba.
03:06
And finallywreszcie, this ravelingowanie can alsorównież leadprowadzić to more and more damageuszkodzić.
36
170438
3990
Ponadto rozluźnianie postępuje
i prowadzi do coraz większych uszkodzeń.
03:10
SometimesCzasami you can createStwórz potholesdziur with that.
37
174428
2616
Czasem tworzą się przez to
wyboje czy ubytki w drodze.
03:12
HaHa. He's readygotowy.
38
177044
4061
Popatrzcie na ten.
03:17
PotholesDziur, of coursekurs, that can becomestają się a problemproblem,
39
181105
3185
Ubytki oczywiście mogą być problemem,
03:20
but we have a solutionrozwiązanie.
40
184290
1543
ale mamy rozwiązanie.
03:21
Here you see actuallytak właściwie how the damageuszkodzić appearspojawia się in this materialmateriał.
41
185833
3258
Widać tu, jak po kolei powstają
uszkodzenia w materiale.
03:24
It's a porousporowaty asphaltasfaltu, like I said, so you have only
42
189091
2000
To asfalt porowaty, więc zawiera
niewiele spoiwa między ziarnami.
03:26
a smallmały amountilość of binderspoiwo betweenpomiędzy the stoneskamienie.
43
191091
2772
To asfalt porowaty, więc zawiera
niewiele spoiwa między ziarnami.
03:29
DueZe względu to weatheringodporność na warunki atmosferyczne, duez powodu to U.V. lightlekki, duez powodu to oxidationutlenianie,
44
193863
3319
Wskutek wietrzenia,
promieniowania UV, utleniania,
03:33
this binderspoiwo, this bitumenbitumu,
45
197182
2728
to spoiwo, ten bitumin,
03:35
the gluekleju betweenpomiędzy the aggregatesagregaty is going to shrinkkurczyć się,
46
199910
2673
klej łączący poszczególne ziarna,
zaczyna się kurczyć,
03:38
and if it shrinkskurczy się, it getsdostaje micro-cracksmikro pęknięcia,
47
202583
1945
a wtedy powstają mikropęknięcia
03:40
and it delaminatesdelaminates from the aggregatesagregaty.
48
204528
1722
i spoiwo odłącza się od ziaren.
03:42
Then if you drivenapęd over the roadDroga, you take out the aggregatesagregaty --
49
206250
2560
Kiedy ktoś przejeżdża,
ziarna się przemieszczają,
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
co mieliśmy okazję zobaczyć.
03:47
To solverozwiązać this problemproblem, we thought of self-healingFunkcja samonaprawiania materialsmateriały.
51
211806
3814
Samonaprawiające się materiały
mogą rozwiązać ten problem.
03:51
If we can make this materialmateriał self-healingFunkcja samonaprawiania,
52
215620
2661
Jeśli można ten materiał
uczynić samonaprawiającym,
03:54
then probablyprawdopodobnie we have a solutionrozwiązanie.
53
218281
3193
to nasz problem jest rozwiązany.
03:57
So what we can do is use steelstal woolwełna just to cleanczysty pansPatelnie,
54
221474
4594
Rozwiązaniem może być wełna stalowa,
jakiej używa się do czyszczenia patelni.
04:01
and the steelstal woolwełna we can cutciąć in very smallmały piecessztuk,
55
226068
3485
Wystarczy taką wełnę pociąć
na bardzo małe kawałki
04:05
and these very smallmały piecessztuk we can mixmieszać to the bitumenbitumu.
56
229553
3904
i wymieszać je z bituminem.
04:09
So then you have asphaltasfaltu
57
233457
1745
Uzyskamy wtedy asfalt
04:11
with very smallmały piecessztuk of steelstal woolwełna in it.
58
235202
3067
z bardzo drobnymi kawałkami wełny stalowej.
04:14
Then you need a machinemaszyna, like you see here,
59
238269
2791
Następnie potrzebujemy
maszyny, takiej jak ta,
04:16
that you can use for cookinggotowanie -- an inductionIndukcja machinemaszyna.
60
241060
3139
której używacie do gotowania,
czyli urządzenia indukcyjnego.
04:20
InductionIndukcja can heatciepło, especiallyszczególnie steelstal; it's very good at that.
61
244199
4049
Indukcja potrafi ogrzać, zwłaszcza stal.
Świetnie się w tym sprawdza.
04:24
Then what you do is you heatciepło up the steelstal,
62
248248
2682
Co trzeba zrobić? Ogrzewać stal,
04:26
you meltMelt the bitumenbitumu,
63
250930
1491
wtedy bitumin się topi
04:28
and the bitumenbitumu will flowpływ into these micro-cracksmikro pęknięcia,
64
252421
2566
i spływa w powstałe mikropęknięcia,
04:30
and the stoneskamienie are again fixednaprawiony to the surfacepowierzchnia.
65
254987
3207
a ziarna znów łączą się z powierzchnią.
04:34
TodayDzisiaj I use a microwavekuchenka mikrofalowa because I cannotnie może take
66
258194
3962
Dzisiaj użyłem mikrofalówki,
04:38
the bigduży inductionIndukcja machinemaszyna here onstagena scenie.
67
262156
2237
bo duża maszyna
nie zmieściłaby się na scenie.
04:40
So a microwavekuchenka mikrofalowa is a similarpodobny systemsystem.
68
264393
2880
Mikrofalówka działa podobnie.
04:43
So I put the specimenwzór in, whichktóry I'm now going to take out
69
267273
3645
Włożyłem do niej próbkę,
którą teraz zamierzam wyjąć,
04:46
to see what happenedstało się.
70
270918
3252
żeby zobaczyć, co się stało.
04:50
So this is the specimenwzór comingprzyjście out now.
71
274170
2493
To jest nasza próbka.
04:52
So I said we have suchtaki an industrialprzemysłowy machinemaszyna in the lablaboratorium
72
276663
4393
Jak powiedziałem,
w laboratorium mamy maszynę przemysłową
04:56
to heatciepło up the specimensokazy.
73
281056
2272
do podgrzewania próbek.
04:59
We testedprzetestowany a lot of specimensokazy there,
74
283328
2090
Przetestowaliśmy tak mnóstwo próbek,
05:01
and then the governmentrząd, they actuallytak właściwie saw our resultswyniki,
75
285418
3175
a gdy rząd zobaczył wyniki naszych prac,
05:04
and they thought, "Well, that's very interestingciekawy. We have to try that."
76
288593
3950
powiedzieli nam:
"Interesujące, musimy tego spróbować".
05:08
So they donatedprzekazał to us a piecekawałek of highwayAutostrada,
77
292543
2316
Więc przekazali nam kawałek autostrady,
05:10
400 metersmetrów of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metrów drogi A58,
gdzie mieliśmy przeprowadzić
05:14
a testtest tracktor to testtest this materialmateriał.
79
298346
2510
test tego materiału.
05:16
So that's what we did here. You see where we were makingzrobienie the testtest roadDroga,
80
300856
3532
Widzicie tutaj, jak budujemy tę drogę,
05:20
and then of coursekurs this roadDroga will last severalkilka yearslat
81
304388
4498
która oczywiście wytrzyma kilka lat
05:24
withoutbez any damageuszkodzić. That's what we know from practicećwiczyć.
82
308886
3288
bez żadnych uszkodzeń.
To wiemy z doświadczenia.
05:28
So we tookwziął a lot of samplespróbki from this roadDroga
83
312174
2779
Więc pobraliśmy z tej autostrady
wiele próbek
05:30
and we testedprzetestowany them in the lablaboratorium.
84
314953
2269
i przetestowaliśmy je w laboratorium.
05:33
So we did agingstarzenie się on the samplespróbki,
85
317222
2917
Przyspieszyliśmy starzenie się tych próbek,
05:36
did a lot of loadingŁadowanie on it, healeduzdrowieni them with our inductionIndukcja machinemaszyna,
86
320139
3612
bardzo je obciążaliśmy, a potem
naprawialiśmy za pomocą indukcji
05:39
and healeduzdrowieni them and testedprzetestowany them again.
87
323751
2826
i testowaliśmy ponownie.
05:42
SeveralKilka timesczasy we can repeatpowtarzać that.
88
326577
1904
Powtórzyliśmy to kilka razy.
05:44
So actuallytak właściwie, the conclusionwniosek from this researchBadania is that
89
328481
2225
Wnioski z tych badań są następujące:
05:46
if we go on the roadDroga everykażdy fourcztery yearslat
90
330706
3318
jeśli co cztery lata wyjedziemy na drogę
05:49
with our healinggojenie machinemaszyna -- this is the bigduży versionwersja
91
334024
2880
z naszą naprawiającą maszyną,
tu w dużej wersji,
05:52
we have madezrobiony to go on the realreal roadDroga --
92
336904
1905
przygotowanej na prawdziwe drogi,
05:54
if we go on the roadDroga everykażdy fourcztery yearslat
93
338809
1870
jeśli wyjedziemy nią co cztery lata,
05:56
we can doublepodwójnie the surfacepowierzchnia life of this roadDroga,
94
340679
3750
to podwoimy żywotność nawierzchni,
06:00
whichktóry of coursekurs saveszapisuje a lot of moneypieniądze.
95
344429
2177
co oczywiście da duże oszczędności.
06:02
Well, to concludewyciągnąć wniosek, I can say
96
346606
2177
Podsumowując, mogę powiedzieć,
06:04
that we madezrobiony a materialmateriał
97
348783
2756
że stworzyliśmy materiał,
06:07
usingza pomocą steelstal fiberswłókna, the additiondodanie of steelstal fiberswłókna,
98
351539
3780
wykorzystując dodatek stalowego włókna
06:11
usingza pomocą inductionIndukcja energyenergia to really
99
355319
2509
oraz użyliśmy energii indukcji
06:13
increasezwiększać the surfacepowierzchnia life of the roadDroga,
100
357828
2667
w celu zwiększenia żywotności nawierzchni,
06:16
doublepodwójnie the surfacepowierzchnia life you can even do,
101
360495
1750
podwojenia jej żywotności,
06:18
so it will really savezapisać a lot of moneypieniądze with very simpleprosty trickswydziwianie.
102
362245
3664
co w prosty sposób
prowadzi do oszczędności.
06:21
And now you're of coursekurs curiousciekawy if it alsorównież workedpracował.
103
365909
3473
Pewnie jesteście teraz ciekawi,
czy to działa.
06:25
So we still have the specimenwzór here. It's quitecałkiem warmciepły.
104
369382
3103
Mamy tutaj ten wycinek. Jest wciąż ciepły.
06:28
ActuallyFaktycznie, it still has to coolchłodny down first
105
372485
2579
Tak naprawdę powinien ostygnąć,
06:30
before I can showpokazać you that the healinggojenie worksPrace.
106
375064
2340
zanim pokażę, że to działa.
06:33
But I will do a trialpróba.
107
377404
2868
Ale spróbuję.
06:36
Let's see. Yeah, it workedpracował.
108
380272
2759
Zobaczmy. O, zadziałało.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Dziękuję.
06:40
(ApplauseAplauz)
110
384381
5416
(Brawa)
Translated by Pawel Urbanek
Reviewed by Monika Wałek

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com