TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Έρικ Σλάνγκεν: Μια άσφαλτος που "αυτο-θεραπεύεται"
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Οι ασφαλτοστρωμένοι δρόμοι είναι ωραίοι στην όψη, αλλά φθείρονται εύκολα και η επισκευή τους είναι κοστοβόρα. Ο Έρικ Σλάνγκεν παρουσιάζει ένα νέο τύπο πορώδους ασφάλτου φτιαγμένη από απλά υλικά και με ένα εκπληκτικό χαρακτηριστικό. Όταν παρουσιάσει ρωγμές, μπορεί να "θεραπευθεί" με επαγωγική θερμότητα. (Μαγνητοσκοπημένο στο TEDxDelft.)
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
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
(Hammer)
0
37295
2824
(Σφυρί)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Γέλια)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Ηχητικά σήματα μικροκυμάτων) (Γέλια)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Μάλλον όλοι συμφωνείτε μαζί μου
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
ότι αυτός είναι ένας πολύ ωραίος δρόμος.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Ειναι φτιαγμένος από άσφαλτο,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
και είναι πολύ ωραία να οδηγείς πάνω σε ένα υλικο σαν την άσφαλτο,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
αλλά όχι πάντα, ειδικά όχι σε μέρες σαν τη σημερινή,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
όταν βρέχει πολύ.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Τότε μπορεί να πεταχτεί αρκετό νερό, οταν περνάνε τα αυτοκινήτα από την άσφαλτο.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Και ειδικά αν τότε είσαι με το ποδήλατο
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
και προσπεράσεις αυτά τα αυτοκίνητα, τότε δεν είναι καθόλου ευχάριστο.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Επίσης, η άσφαλτος μπορεί να δημιουργήσει πολύ θόρυβο.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Είναι ένα θορυβώδες υλικό,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
και αν φτιάξουμε δρόμους σαν και αυτούς στην Ολλανδία,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
πολύ κοντά στις πόλεις, τότε θα προτιμούσαμε έναν "αθόρυβο" δρόμο.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Η λύση για αυτό είναι να κάνουμε δρόμους
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
φτιαγμένους από πορώδη άσφαλτο.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Πορώδης άσφαλτος, ένα υλικό που χρησιμοποιείται σήμερα
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
στις περισσότερες εθνικές οδούς της Ολλανδίας,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
έχει πόρους και το νερό μπορεί απλά να κυλήσει διαμέσου της,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
ώστε όλο το βροχόνερο να κυλήσει στα πλάγια(του δρόμου),
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
και θα έχετε ένα δρόμο προσιτό για οδήγηση,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
οπότε δεν θα πετάγονται πια νερά δεξιά και αριστερά.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Επίσης, ο θόρυβος θα εξαφανιστεί μέσα σε αυτούς τους πόρους.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Επειδή είναι πολύ κοίλος, όλος ο θόρυβος θα εξαφανιστεί,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
ώστε να είναι ένας εξαιρετικά "αθόρυβος" δρόμος.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Έχει επίσης μειονεκτήματα, φυσικά,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
και το μειονέκτημα αυτού του δρόμου είναι ότι μπορεί να υπάρξει φθορά/αποκόλληση αδρανών.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Τι είναι η αποκόλληση αδρανών; Την βλέπετε σε αυτόν το δρόμο
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
που οι πέτρες "έφυγαν" από την επιφάνεια.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Πρώτα θα φεύγει μια πέτρα, έπειτα αρκετές ακόμα,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
και ολοένα περισσότερες και περισσότερες και περισσότερες,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
και τότε θα..--εντάξει, δεν θα το συνεχίσω. (Γέλια)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Αλλά μπορεί να κάνουν ζημιά στο παρμπρίζ σας,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
οπότε, δεν είστε ευχαριστημένοι με αυτό.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Και τελικά, η αποκόλληση αδρανών μπορεί επίσης να οδηγήσει σε ολόενα αυξανόμενη ζημιά.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Μερικές φορές μπορεί να δημιουργήθόυν λακούβες με αυτό.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Χα! Είναι έτοιμος.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Λακούβες, που φυσικά, μπορεί να γίνουν ένα πρόβλημα,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
αλλά έχουμε μια λύση.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Εδώ βλέπετε πως η ζημιά εμφανίζεται σε αυτό το υλικό.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Είναι ένα πορώδες ασφαλτόμιγμα, όπως είπα και πριν, έτσι υπάρχει μόνο
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
μια μικρή ποσότητα συγκολλητικής ουσίας ανάμεσα στις πέτρες.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Λόγω καιρικών συνθηκών, λόγω U.V. ακτινοβολίας, λόγω οξείδωσης,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
αυτή η συγκολλητική ουσία, αυτή η άσφαλτος,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
η κόλλα μεταξύ των αδρανών υλικών θα συρρικνωθεί,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
και αν συρρικνωθεί, παρουσιάζει μικρορωγμές,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
και αποκολλάται από τα αδρανή υλικά.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Και έτσι αν οδηγείτε πάνω στο δρόμο, βγάζετε τα αδρανή υλικά --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
αυτό που μόλις είδαμε εδώ.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Για να επιλύσετε αυτό το πρόβλημα, σκεφτήκαμε αυτοθεραπευόμενα υλικά.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Αν μπορούμε να κάνουμε αυτό το υλικό να αυτο-ιάται,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
τότε ίσως έχουμε μια λύση.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Έτσι αυτό που μπορούμε να κάνουμε είναι να χρησιμοποιήσουμε ατσαλόσυρμα ακριβώς όπως καθαρίζουμε τα τηγάνια,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
και να κόψουμε το ατσαλόσυρμα σε πολύ μικρά κομμάτια,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
και αυτά τα πολύ μικρά κομμάτια μπορούμε να τα αναμίξουμε με την άσφαλτο.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Έτσι, τότε έχετε ασφάλτο
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
με πολύ μικρά κομμάτια από ατσαλόσυρμα σε αυτό.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Έπειτα, χρειάζεστε ένα μηχάνημα, όπως βλέπετε εδώ,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για μαγείρεμα--μια μηχανή επαγωγής.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Η επαγωγή μπορεί να θερμάνει ένα σώμα, ιδιαίτερα το ατσάλι, είναι ιδανική γι'αυτό.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Αυτό που γίνεται στη συνέχεια είναι οτι θερμαίνετε το ατσάλι,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
λιώνετε την άσφαλτο,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
και η άσφαλτος εισρέει σ'αυτές τις μικρο-ρωγμές,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
και οι πέτρες σταθεροποιούνται και πάλι στην επιφάνεια.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Σήμερα χρησιμοποιώ φούρνο μικροκυμάτων επειδή δεν μπορώ να φέρω
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
αυτή τη μεγάλη μηχανή επαγωγής στη σκηνή.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Έτσι ένα μικρόκυμα είναι ένα παρόμοιο σύστημα.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Έβαλα λοιπόν το δείγμα μέσα, το οποίο θα βγάλω τώρα
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
για να δούμε τι συνέβη.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Έτσι αυτό είναι το δείγμα που βγαίνει τώρα.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Είπα λοιπόν πως έχουμε μια τέτοια βιομηχανική μηχανή στο εργαστήριο
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
που θερμαίνει τα δείγματα.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Δοκιμάσαμε πολλά δείγματα εκεί,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
και στη συνέχεια η κυβέρνηση, που είδε πραγματικά τα αποτελέσματά μας,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
σκέφτηκε, "λοιπόν, αυτό είναι πολύ ενδιαφέρον. Πρέπει να το δοκιμάσουμε αυτό."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Έτσι μας παραχώρησαν ένα κομμάτι της οδού,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 μέτρα της οδού A58, όπου θα έπρεπε να δημιουργήσουμε
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
μια δοκιμαστική διαδρομή για τη δοκιμή αυτού το υλικού.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Έτσι αυτό είναι που κάναμε εδώ. Μπορείτε να δείτε που κάναμε το δοκιμαστικό δρόμο,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
και φυσικά αυτός ο δρόμος θα αντέξει αρκετά χρόνια
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
χωρίς οποιαδήποτε ζημία. Αυτό γνωρίζουμε απ'την εμπειρία μας.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Έτσι πήραμε πολλά δείγματα από αυτόν τον δρόμο
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
και τα δοκιμάσαμε στο εργαστήριο.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Έτσι κάναμε γήρανση των δειγμάτων,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
ασκήσαμε πολλές δυνάμεις φορτίου σε αυτό, το θεραπεύσαμε με τη μηχανή επαγωγής,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
και τα θεραπεύσαμε και τα δοκιμάσαμε ξανά.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Μπορούμε να το επαναλάβουμε αρκετές φορές αυτό.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Έτσι, στην πραγματικότητα, το συμπέρασμα από την έρευνα αυτή είναι ότι
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
Αν πηγαίνουμε στο δρόμο κάθε τέσσερα χρόνια
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
με τη θεραπευτική μηχανή μας -- αυτή είναι η μεγάλη έκδοσή της
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
που έχουμε κάνει για να πηγαίνει στον πραγματικό δρόμο--
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
αν πηγαίνουμε στο δρόμο κάθε τέσσερα χρόνια
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
μπορούμε να διπλασιάσουμε τη ζωή της επιφάνειας αυτού του δρόμου,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
το οποίο φυσικά εξοικονομεί πολλά χρήματα.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Λοιπόν, εν κατακλείδι, μπορώ να πω
06:04
that we made a material
97
348783
2756
ότι φτιάξαμε ένα υλικό
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
χρησιμοποιώντας ατσάλινες ίνες, με προσθήκη ινών χάλυβα,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
με τη χρήση της ενέργειας επαγωγής ώστε πραγματικά
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
να αυξήσουμε της ζωή της επιφάνειας του δρόμου,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
μπορείτε ακόμη και να διπλασιάσετε τη ζωή της επιφάνειας,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
έτσι πραγματικά θα εξοικονομηθούν πολλά χρήματα με πολύ απλά τεχνάσματα.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Και τώρα θα έχετε φυσικά τη περιέργεια εάν και αυτό λειτούργησε.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Έτσι έχουμε ακόμα το δείγμα εδώ. Είναι αρκετά θερμό.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Στην πραγματικότητα, πρέπει να κρυώσει πρώτα
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
για να μπορέσω να σας δείξω ότι η θεραπεία λειτουργεί.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Αλλά θα κάνω μια δοκιμή.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Ας δούμε. Ναι, δούλεψε.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Ευχαριστώ.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Χειροκροτήματα)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik 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.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com