TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
إريك شلانغن: إسفلت ذاتي الإصلاح
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
الطرق المعبدة جميلة المنظر و لكنها يمكن أن تتضرر بسهولة و تكلف الكثير لإصلاحها. يستعرض إريك شلانغن نوع جديد من الإسفلت المسامي مصنوع من مواد بسيطة و بخصائص مذهلة، إذا تشقق يمكن معالجته باستخدام آلة تحريض. (صور في 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
(مطرقة)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(ضحك)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(صوت مايكروويف) (ضحك)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
قد تتفقون جميعا معي
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
أن هذا طريق جيد
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
مصنوع من الإسفلت
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
و الإسفلت مادة يسهل القيادة فوقها
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
و لكن ليس دائما، على الأخص ليس في الأيام الشبيهة بهذا اليوم
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
عندما تمطر السماء بهذه الشدة
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
و تكثر المياه المتناثرة على الإسفلت
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
و خصوصا إذا كنتم تقودون الدراجة الهوائية
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
و تمر تلك السيارات بجواركم و هو أمر غير جميل
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
و يمكن أيضا للإسفلت أن يصدر الكثير من الضجة
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
إنه مادة كثيرة الضجة
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
و إذا بنينا طرق كما في هولندا
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
قريبة جدا من المدن، حينها سنرغب بطرق صامتة
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
و الحل هو صناعة طرق من
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
إسفلت مسامي
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
الإسفلت المسامي هو مادة مستخدمة حاليا
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
في أغلب الطرق السريعة في هولندا
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
و تحتوي على مسامات يمكن لمياه المطر أن تتسرب خلالها
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
و بالتالي ستتدفق كل مياه الأمطار بعيدا إلى الأطراف
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
مما يمنحنا طريقاً يسهل القيادة عليه
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
و بالتالي نتخلص من المياه المتناثرة
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
كما ستختفي كل الضجة في هذه المسامات
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
لأنها مجوفة تماما، كل الضجة ستختفي
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
إذا هي طرق صامتة جدا
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
و بالطبع لديها عيوب
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
و عيب هذا الطريق هو إمكانية حدوث التطاير
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
ما هو التطاير؟ يمكن أن نلاحظ في هذا الطريق
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
تفكك الحجارة الموجودة على السطح
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
بدءاً بحجر واحد يتبعها المزيد من الحجارة
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
و المزيد و المزيد و المزيد و المزيد
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
و ثم ... حسنا, لن أفعل ذلك (ضحك)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
لكن يمكن أن يتحطم و يتعرض لتعرية الرياح
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
الشيء الذي لن نكون سعداء به
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
و أخيراً، هذا التطاير سيقود للمزيد و المزيد من الضرر
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
أحيانا يمكن أن تتكون حفر بسببه
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
ها، إنه جاهز
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
حفر، بالتأكيد هذه يمكن أن تصبح مشكلة
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
و لكننا نملك الحل
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
هنا يمكن أن نرى كيف يظهر الضرر في المادة حقيقة
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
إنه إسفلت مسامي، كما قلت، و بالتالي سيتواجد فقط
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
كمية صغيرة من الإسمنت بين الحجارة
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
بسبب التجوية، بسبب الأشعة فوق البنفسجية، بسبب التأكسد
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
هذا الإسمنت، هذا القار
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
الصمغ الذي يربط بين المجاميع سيتقلص
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
و إذا تقلص ستحدث شقوق مجهرية
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
و ستتظى المجاميع إلى طبقات رقيقة
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
و حينها عند القيادة على الطريق ستتلف المجاميع
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
و هو ما شاهدناه هنا
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
لحل هذه المشكلة فكرنا في مادة ذاتية المعالجة
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
إذا تمكنا من جعلها ذاتية المعالجة
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
حينها فقط قد نحصل على حل
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
و بالتالي ما يمكننا ان نفعله هو استخدام سلك الغسيل الخاص بتنظيف الأواني
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
و بتقطيع هذا السلك إلى قطع صغيرة
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
و خلط هذه القطع الصغيرة بالقار
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
حينها سنحصل على إسفلت
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
يحتوي على قطع صغيرة من سلك الغسيل داخله
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
بعد ذلك سنحتاج إلى آلة، كالتي ترونها هنا
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
يمكن أن نستخدمها للطهي -- آلة تحريض
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
التحريض يرفع حرارة المواد و على الأخص الفولاذ، إنه ممتاز
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
و بالتالي ما سنفعله هو أننا سنرفع درجة حرارة الفولاذ
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
سنذوب القار
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
و سيتدفق القار السائل في الشقوق المجهرية
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
و يتم إصلاح الحجارة مرة أخرى و إلى السطح
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
اليوم استخدمت المايكروويف لأنه لا يمكنني إحضار
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
أداة التحريض الضخمة هنا على المسرح
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
إذا المايكروويف مشابه للنظام
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
و لذلك وضعت العينة فيه، و الآن سأخرجها
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
لنرى ما الذي حدث
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
و ها هي العينة
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
و قد قلت أن لدينا مثل هذه الآلة في المعمل
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
لرفع حرارة العينة
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
و قد اختبرنا العديد من العينات هناك
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
وعندما رأت الحكومة نتائجنا
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
قالت "حسنا، هذا مثير للاهتمام. يجب أن نجربه"
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
و هكذا تبرعوا لنا بجزء من الطريق السريع
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 متر في الطريق A58، حيث كان علينا أن ننفذ
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
مسار اختبار لهذه المادة
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
و هذا ما فعلناه هنا. يمكنكم أن تشاهدونا عند اختبار الطريق
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
و بالتأكيد هذا الطريق سيظل لعدة سنوات
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
بدون ضرر ، هذا ما تعلمناه من الممارسة
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
و قد أخذنا مجموعة من العينات من هذا الطريق
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
و أخضعناها للاختبار في المعمل
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
قمنا باستهلاك هذه العينات
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
أخضعناها لأعباء عالية، عالجناها باستخدام آلة التحريض
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
عالجناها و اختبرناها مجددا
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
و أعدنا الاختبار عدة مرات
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
فكانت النتيجة من هذا البحث كالآتي
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
إذا عاودنا هذا الطريق كل 4 سنوات
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
بآلة التحريض -- هذه نسخة كبيرة
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
صنعناها لتستخدم على طريق حقيقي --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
إذا عاودنا هذا الطريق كل 4 سنوات
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
يمكننا أن نضاعف عمر سطح هذا الطريق
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
مما سيوفر بالتأكيد الكثير من المال.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
حسنا، لنلخص يمكن أن أقول
06:04
that we made a material
97
348783
2756
أننا صنعنا مادة
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
باستخدام النسيج الفولاذي، زيادة النسيج الفولاذي
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
و باستخدام طاقة التحريض
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
لزيادة عمر سطح الطريق
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
حتى مضاعفته
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
و بالتالي توفير الكثير من المال بحيل بسيطة
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
حتما الآن أنت تتساءلون إن كانت تعمل حقاً
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
حسنا، ما زلنا نملك العينة هنا، إنها دافئة قليلاً
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
في الحقيقة، يجب أن تبرد أولاً
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
قبل أن استعرض عليكم النتائج العلاجية
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
و لكنني سأقوم بمحاولة
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
لنرى. نعم، إنها تعمل
06:38
Thank you.
109
383031
1350
شكراً
06:40
(Applause)
110
384381
5416
تصفيق
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