TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: „Savaime atsikuriantis“ asfaltas
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Grįsti keliai gražiai atrodo, tačiau juos apgadinti lengva, o taisymas brangus. Eric Schlangen demonstruoja naują koryto asfalto rūšį, pagamintą iš paprastų medžiagų su pritrenkiančiomis savybėmis: Jam įtrūkus, naudojant kaitinimą indukcija, jį galima „sutvarkyti“. (Filmuota 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
(Plaktuko trenksmas)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Juokas)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Mikrobangų krosnelės pypsėjimas) (Juokas)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Turbūt visi su manimi sutiksite,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
kad tai labai gražus kelias.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Jis nutiestas iš asfalto,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
o asfaltas yra puiki kelio medžiaga,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
tačiau ne visada, ypač ne tokiu metų laiku, kaip dabar,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
kai dažnai lyja.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Tada ant asfalto gali atsirasti daug vandens.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
O ypač jeigu važiuojate dviračiu
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
ir prasilenkiate su šiais automobiliais, tada tai tikrai nėra malonu.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Taip pat asfaltas gali sukelti daug triukšmo.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Tai triukšminga medžiaga,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
o jeigu tiesiame kelius kaip Olandijoje,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
labai arti miestų, norime, kad kelias būtų betriukšmis.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Sprendimas - tiesti kelius
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
iš koryto asfalto.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Korytas asfaltas dabar naudojama medžiaga
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
daugeliui Olandijos greitkelių tiesti,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
yra korytas ir vanduo gali tiesiog pro jį pratekėti,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
taigi lietaus vanduo juo tiesiog nutekės į šalis
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
ir šiuo keliu važiuoti bus lengva,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
ir vanduo ant jo nesikaups.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Taip pat šis korytas asfaltas sugeria garsą.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Kadangi jame yra ertmių, garsas dings,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
taigi tai labai tylus kelias.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Ši medžiaga, žinoma, turi ir trūkumų,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
tokių kaip irimas.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Kas yra irimas? Galite matyti,
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
kad paviršiuje esantys akmenys tiesiog nutrūksta.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Pirmiausia, vienas akmuo, tada dar keletas,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
dar daugiau, ir dar, ir dar daugiau
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
ir tada... Na, aš to nedarysiu. (Juokas)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Tačiau šie akmenys gali pažeisti jūsų automobilio priekinį stiklą,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
taigi turbūt nebūtumėte tuo patenkinti.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Ir galiausiai, šis irimas gali sukelti vis daugiau žalos.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Kartais gali atsirasti duobės.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ha. Paruošta.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Duobės, žinoma, gali tapti problema,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
tačiau turime išeitį.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Čia galite matyti kaip šioje medžiagoje atsiranda pažeidimai.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Kaip jau sakiau, tai korytas asfaltas, taigi
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
tarp akmenų labai nedaug rišamosios medžiagos.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Dėl erozijos, ultravioletinių spindulių, oksidacijos,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
ši rišamoji medžiaga, bitumas,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
klijai tarp užpildo susitraukia,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
o jei ji susitraukia, joje atsiranda mikroskopinių įtrūkimų,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
ir ji atsiskirs nuo užpildo.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Tada, važiuodami šiuo keliu jūs išjudinsite užpildą,
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
kaip matome čia.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Šiai problemai išspręsti sugalvojome savaime atsikuriančias medžiagas.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Jei galėsime sukurti šią savaime atsikuriančią medžiagą,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
tada tikriausiai radome išeitį.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Taigi, ką galime padaryti, tai paimti paprastą plieno vatą, kurią naudojame valyti keptuvėms,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
ir susmulkinti šią plieno vatą į labai smulkias daleles,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
o jas įmaišyti į bitumą.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Taigi gauname asfaltą
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
su labai smulkiomis plieno vatos dalelėmis viduje.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Tada mums reikia mašinos, kaip matote čia,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
kurią galima naudoti ruošiant maistą - indukcijos mašinos.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Indukcijos pagalba galima kaitinti, ypač plieną, jis labai tam tinka.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Tada įkaitiname plieną
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
ir ištirpdome bitumą.
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
Ir bitumas užpildys tuos mikroskopinius įtrūkimus,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
o akmenys vėl bus prisitvirtinę prie paviršiaus.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Šiandien naudoju mikrobangų krosnelę, nes negaliu
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
ant scenos atsivežti tos didelės indukcijos mašinos.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Mikrobangų krosnelės sistema labai panaši.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Taigi joje kaitinau bandinį, kurį dabar išimsiu,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
kad parodyčiau kas nutiko.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Taigi dabar išimu bandinį.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Kaip jau sakiau, laboratorijoje turime tokią indukcijos mašiną,
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
kuria kaitiname bandinius.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Ten mes išmėginome daug bandinių
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
ir valdžia iš tikrųjų pamatė mūsų rezultatus,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
ir pagalvojo: „Na, tai labai įdomu. Turime tai išbandyti“.
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Taigi jie mums skyrė magistralės atkarpą,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metrų A58 kelyje, kurioje turėjome nutiesti
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
bandomąją juostą ir išbandyti šią medžiagą.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Taigi tai mes padarėme. Matote, kur mes tiesėme bandomąją kelio atkarpą,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
žinoma, ji be jokių nuostolių
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
tarnaus keletą metų. Tai jau patikrinome praktikoje.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Taigi iš šios atkarpos paėmėme daug bandinių
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
ir tyrėme juos laboratorijoje.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Taigi atlikome nusidėvėjimo tyrimus,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
spaudėme juos didelėmis apkrovomis, tvarkėme juos savo indukcijos mašina,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
tada tyrėme vėl.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Šį procesą galime kartoti keletą kartų.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Taigi, iš tiesų šių tyrimų išvados tokios,
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
kad jeigu savo indukcine mašina
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
taisysime kelią -- tai didžioji versija,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
kurią kūrėme realiam darbui --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
jeigu taisysime kelią kas ketverius metus
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
galėsime padvigubinti šio kelio paviršiaus tarnavimo laiką,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
o tai, žinoma, leidžia sutaupyti daug pinigų.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Taigi, užbaigdamas noriu pasakyti,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
kad sukūrėme medžiagą,
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
naudodami plieno pluoštą, pridėdami stiklo pluošto,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
kur naudodami indukcijos energiją galime labai
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
prailginti kelio paviršiaus tarnavimo laiką,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
jį net gi padvigubinti,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
taigi naudojant labai paprastas gudrybes, tai leis sutaupyti daug pinigų.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Ir dabar jūs, žinoma, norite sužinoti, ar tai suveikė.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Taigi, čia turime bandinį, Jis ganėtinai šiltas.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Iš tikrųjų jis pirmiausiai turi atvėsti,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
kad galėčiau parodyti, kad šis procesas veikia.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Tačiau pabandysiu.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Pažiūrėkime. Taip, veikia.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Ačiū Jums.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Plojimai)
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