TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Ерік Шланґен: Асфальт, що відновлює себе сам
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Дороги з твердим покриттям гарно виглядають, але їх легко пошкодити і дорого ремонтувати. Ерік Шланґен демонструє новий тип пористого асфальту з приголомшливими властивостями, створений з простих матеріалів: якщо його зламати, він може бути відновлений шляхом індукційного нагрівання. (Знято на 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
(Звук удару)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Сміх)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(Сигнали мікрохвильової печі) (Сміх)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Я думаю, ви погодитеся зі мною,
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
що це дуже гарна дорога.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Вона зроблена з асфальту,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
а асфальт є чудовим матеріалом для руху автомобілів.
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
Але не завжди, особливо не в такі дні, як сьогодні,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
коли падає сильний дощ.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Машини розбризкують воду під час руху.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
А коли ви їдете велосипедом
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
повз ці автомобілі - це не надто приємно.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Також асфальт може створювати багато шуму.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Це шумний матеріал,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
і якщо ми будуємо дороги, як у Нідерландах,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
дуже близько до міст, ми хочемо, щоб вони були тихими.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
Щоб розв'язати цю проблему,
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
можна будувати дороги з пористого асфальту.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Пористий асфальт - це матеріал, який ми зараз використовуємо
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
для більшості магістралей у Нідерландах,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
він має пори, крізь які проходить вода.
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
Отже, уся дощова вода стікає в сторони,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
і ви маєте дорогу, якою легко їхати.
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
Більше немає бризок.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Ці пори також поглинають шум.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Шум просто зникає у порожнинах,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
отже, така дорога є дуже тихою.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Звісно, вони також мають огріхи,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
і огріхом цієї дороги є те, що вона може розшаруватися.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Що таке розшарування? Ви бачите, що на цій дорозі
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
деякі камінці відкололися.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Спочатку один, потім ще декілька,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
потім усе більше й більше,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
і зрештою вони - ну, я не робитиму цього. (Сміх)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Але вони можуть пошкодити ваше лобове скло,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
і звісно, ви будете від цього не в захваті.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
І нарешті, це розшарування може призвести до ще більших збитків.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Іноді таким чином утворюються вибоїни.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ось. Він готовий.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Звісно, вибоїни є проблемою,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
але ми маємо розв'язок проблеми.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Ось тут ви бачите, як саме з'являються дефекти у цьому матеріалі.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Як я вже сказав, це пористий асфальт, отже там є лише
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
невелика кількість зв'язуючої речовини між камінцями.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Завдяки вивітрюванню, УФ-променям, окисненню,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
ця зв'язуюча речовина, цей бітум,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
клей між агрегатами стискається,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
і коли він стискається, у ньому з'являються мікротріщини,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
і він відшаровується від агрегатів.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Тоді, якщо ви їдете дорогою, ви відколюєте ці агрегати -
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
саме так, як я щойно показав.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Щоб розв'язати цю проблему, ми подумали про самовідновлювальний матеріал.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Якщо ми можемо зробити цей матеріал самовідновлюваним,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
тоді, ймовірно, ми маємо розв'язок проблеми.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
Ми можемо узяти сталеву губку для чищення посуду,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
порізати її на дуже дрібні шматочки,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
і ці дрібні шматочки змішати з бітумом.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Отож, ви маєте асфальт
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
з дуже малими частинками сталевої стружки в ньому.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Потім вам потрібен пристрій, який ви бачите тут,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
який ви можете використовувати для приготування їжі - індукційний пристрій.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Індукція нагріває предмети, особливо сталь; це нам якраз підходить.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Тоді ви нагріваєте сталь,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
розплавляєте бітум,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
бітум проникає у ці мікротріщини,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
і камінці знову фіксуються на поверхні.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Сьогодні я використовую мікрохвильову піч, тому що я не можу узяти
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
великий індукційний апарат сюди на сцену.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Мікрохвильова піч є аналогічною системою.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Отож я поклав зразок усередину, і зараз я дістану його,
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
щоб побачити, що з ним сталося.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Я дістаю його.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
Як я вже казав, ми маємо такий промисловий апарат в лабораторїї,
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
щоб нагрівати зразки.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
Ми тестували багато зразків,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
і тоді уряд побачив наші результати.
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
І подумав: "Що ж, це дуже цікаво. Ми повинні випробувати це".
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Тому вони передали нам ділянку шосе,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 метрів на A58, де нам довелося зробити
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
тестову доріжку, щоб перевірити цей матеріал.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Ось що ми зробили тут. Ви бачите тестову дорогу,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
але вона протримається кілька років
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
без будь-яких пошкоджень. Це ми знаємо з практики.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Тому ми взяли багато зразків з цієї дороги,
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
і тестували їх у лабораторних умовах.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
Тому ми штучно зістарили зразки,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
піддали їх навантаженню, а потім відновили з допомогою нашого індукційного апарату,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
відновили та випробували їх знову.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Ми можемо повторити це кілька разів.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
Ось висновок із цього дослідження -
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
якщо ми кожні 4 роки будемо застосовувати на дорогах
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
нашу відновлювальну машину – це її великий варіант,
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
створений для реальної дороги -
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
Якщо ми виходитимемо на дорогу кожні 4 роки,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
ми можемо подвоїти термін використання цієї дороги
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
і заощадити багато грошей.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Що ж, насамкінець я можу сказати
06:04
that we made a material
97
348783
2756
що ми створити матеріал,
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
використовуючи сталеві волокна,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
використовуючи індукційну енергію, щоб справді
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
збільшити термін використання дороги,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
навіть подвоїти його,
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
отже це дійсно дозволить заощадити багато грошей завдяки простим прийомам.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
І тепер вам, звичайно, цікаво, чи це також спрацювало.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Отже, наш зразок досі тут. Він досить гарячий.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Власне, спочатку він мусить охолонути,
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
перш ніж я зможу показати вам, що відновлення працює.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Але я випробую його.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Подивимося. Так, це спрацювало.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Дякую.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Оплески)
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