TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: Asfalt, ktorý sa opraví sám
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Na dláždené cesty sa dobre pozerá, ale ľahko sa poškodia a ich oprava je drahá. Erik Schlangen predvádza nový typ porézneho asfaltu, vyrobeného z jednoduchých materiálov s udivujúcou vlastnosťou: keď praskne, možno ho opraviť indukčným zahrievaním. (Natočené na 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
(úder kladivom)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(smiech)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(pípanie mikrovlnky ) (smiech)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Asi všetci so mnou súhlasíte,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
že toto je veľmi pekná cesta.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Je z asfaltu
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
a asfalt je veľmi pekný materiál na jazdenie,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
ale nie vždy, hlavne nie v takých dňoch ako dnes,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
keď veľa prší.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Potom môžete mať na asfalte veľa špliechajúcej vody.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
A hlavne, ak potom prechádzate bicyklom
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
okolo týchto áut, nie je to veľmi pekné.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Asfalt tiež môže vytvoriť veľa hluku.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Je to hlučný materiál,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
a ak staviame cesty, podobne ako v Holandsku,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
veľmi blízko miest, chceli by sme tichú cestu.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Riešením je spraviť cesty
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
z porézneho asfaltu.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Porézny asfalt, materiál, ktorý teraz používame
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
na väčšinu diaľníc v Holandsku,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
má póry a voda môže cezeň jednoducho pretiecť,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
takže všetka dažďová voda odtečie do strán
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
a máte cestu, po ktorej sa ľahko jazdí,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
takže už žiadne špliechanie.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Aj hluk zmizne v týchto póroch.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Keďže je veľmi dutý, všetok hluk zmizne,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
takže je to veľmi tichá cesta.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Má tiež nevýhody, samozrejme,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
a nevýhodou tejto cesty je, že sa môže vyskytnúť odtŕhanie.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Čo to je? Na tejto ceste vidíte,
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
že kamene na povrchu sa odlupujú.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Najprv jeden, potom niekoľko ďalších
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
a čoraz viac a viac,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
a potom -- nuž, neurobím to. (smiech)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Ale môžu vám poškodiť predné sklo,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
takže to vám neurobí radosť.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
A nakoniec, odlupovanie môže tiež viesť k väčšiemu poškodeniu.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Niekedy sa tak môžu vytvoriť výtlky.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ha. Je pripravený.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Výtlky, sa samozrejme, môžu stať problémom,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
ale my máme riešenie.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Tu vidíte, ako vlastne vyzerá poškodenie v tomto materiáli.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Je to porézny asfalt, ako som povedal, takže máte len
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
malé množstvo spojiva medzi kameňmi.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Kvôli zvetrávaniu, kvôli UV žiareniu, kvôli oxidácii,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
toto spojivo, asfalt,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
lepidlo medzi zhlukmi sa scvrkne,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
a ak sa scvrkne, získa mikroskopické praskliny
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
a odlupuje sa od zhlukov.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Ak potom idete po ceste, vyberáte tie zhluky --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
čo sme tu práve videli.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Aby sme vyriešili tento problém, rozmýšľali sme nad materiálmi, ktoré sa samé opravujú.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Ak vieme vyrobiť tento materiál tak, aby sa sám opravil,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
potom máme pravdepodobne riešenie.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Takže môžeme použiť oceľovú vlnu na čistenie panvíc
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
a môžeme ju rozrezať na veľmi malé čiastočky
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
a tieto môžeme zmiešať s asfaltom.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Potom máte asfalt
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
s veľmi malými čiastočkami oceľovej vlny vnútri.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Potom potrebujete stroj, ako vidíte tu,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
ktorý môžete použiť na varenie -- indukčný stroj.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Indukcia zahrieva, špeciálne oceľ, v tom je veľmi dobrá.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Potom zohrejete oceľ,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
roztopíte asfalt
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
a ten odtečie do týchto mikroskopických prasklín
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
a kamene sú znova zafixované k povrchu.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Dnes tu mám mikrovlnku, lebo nemôžem zobrať
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
veľký indukčný stroj sem na javisko.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Mikrovlnka je rovnaký systém.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Takže vložil som dnu vzorku, ktorú teraz idem vytiahnuť,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
aby sme videli, čo sa stalo.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Takže vzorka práve vychádza.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Povedal som, že máme v labáku priemyselný stroj
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
na rozohriatie vzoriek.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Otestovali sme tam veľa vzoriek,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
a keď potom vláda videla naše výsledky,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
pomysleli si ministri : "To je veľmi zaujímavé. Musíme to skúsiť."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Takže nám darovali kus diaľnice,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 metrov na A58, kde sme museli spraviť
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
testovaciu dráhu na vyskúšanie tohto materiálu.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Takže to sme urobili. Vidíte, kde sme robili testovaciu cestu,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
a potom, samozrejme, cesta vydrží niekoľko rokov
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
bez poškodenia. To vieme z praxe.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Takže sme zobrali z tejto cesty veľa vzoriek
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
a otestovali sme ich v labáku.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Nechali sme ich starnúť,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
zaťažovali sme ich, opravili sme ich s naším indukčným strojom,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
znova opravili a otestovali.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
To môžeme zopakovať niekoľkokrát.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Takže záver z tohto výskumu je,
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
že ak vyjdeme na cestu každé štyri roky
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
s naším opravovacím strojom -- toto je veľká verzia,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
ktorú sme vyrobili na skutočné cesty --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
ak vyjdeme na cesty každé štyri roky,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
môžeme zdvojnásobiť životnosť povrchu tejto cesty,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
čo, samozrejme, šetrí veľa peňazí.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Aby som to zakončil, môžem povedať,
06:04
that we made a material
97
348783
2756
že sme vyrobili materiál
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
s oceľovými vláknami, pridali sme ich do materiálu,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
a použili sme indukčnú energiu,
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
aby sme zvýšili životnosť povrchu cesty,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
dokonca môžete životnosť zdvojnásobiť,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
takže sa skutočne ušetrí veľa peňazí veľmi jednoduchými trikmi.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
A teraz ste, samozrejme, zvedaví, či to fungovalo.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Takže ešte stále tu máme vzorku. Je dosť teplá.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
V skutočnosti musí ešte ochladnúť,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
než vám môžem ukázať, že opravovanie funguje.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Ale urobím pokus.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Pozrime sa. Áno, funguje to.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Ďakujem.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(potlesk)
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