TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
אריק שלאנגן: אספלט ש"משקם את עצמו"
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
דרכים סלולות הן מראה שנעים להסתכל עליו, אבל הן ניזוקות בנקל ויקר לתקנן. אריק שלאנגן מדגים סוג חדש של אספלט נקבובי, שעשוי מחומרים פשוטים, עם תכונה מדהימה: כאשר הוא נסדק, ניתן לשקם אותו בעזרת חימום השראתי. (צולם ב- 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
(פטיש)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(צחוק)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(צלילי ביפ של מיקרוגל) (צחוק)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
אתם כנראה כולכם מסכימים איתי
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
כי זה כביש יפה מאוד.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
הוא עשוי אספלט,
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
אספלט הוא חומר מאוד נחמד לנסוע עליו
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
אבל לא תמיד, במיוחד לא בימים כמו היום,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
כשיורד הרבה גשם.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
ואז יש לכם הרבה מים שניתזים מהאספלט.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
ובמיוחד אם אתם רוכבים על האופניים שלכם,
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
ועוברים את המכוניות האלו, אז זה לא ממש נחמד.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
כמו כן, אספלט יכול לייצר הרבה רעש.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
זהו חומר מרעיש,
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
ואם אנו מייצרים כבישים כמו בהולנד,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
קרוב מאוד לערים, אז נרצה כביש שקט.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
הפתרון לכך הוא לייצר את הכבישים
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
מאספלט נקבובי.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
אספלט נקבובי, חומר שאנחנו משתמשים בו כעת
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
ברוב הכבישים המהירים בהולנד,
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
יש בו נקבוביות ומי הגשם יכולים לעבור דרכו
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
אז כל מי הגשמים יזרמו משם הלאה לצדדים,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
ויש לכם דרך קלה לנהיגה.
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
אז אין יותר התזת מים.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
גם הרעש ייעלם בתוך נקבוביות אלו,
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
כי זה חלול מאוד, כל הרעש ייעלם,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
לכן הוא כביש שקט מאוד.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
יש לו גם חסרונות, כמובן,
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
והחיסרון של כביש זה הוא שיכולה להתרחש התרופפות.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
מהי התרופפות? אתם רואים זאת בכביש זה
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
שהאבנים על פני השטח יורדות.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
תחילה אבן אחת, ואז עוד כמה,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
יותר, יותר ויותר,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
ולאחר מכן הן – ובכן, לא אעשה זאת. (צחוק)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
אבל הן יכולות לגרום נזק לשמשה הקדמית שלכם,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
אז זה לא משמח.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
לבסוף, התרופפות זו יכולה גם לגרום ליותר ויותר נזק.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
לפעמים ניתן ליצור עם זה מהמורות .
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
הא. הוא מוכן.
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
מהמורות, כמובן, שיכולות להוות בעיה,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
אבל יש לנו פתרון.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
כאן אתם רואים למעשה כיצד הנזק מופיע בחומר זה.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
זהו אספלט נקבובי, כמו שאמרתי, אז נחוצה רק
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
כמות קטנה של חומר איחוי בין האבנים.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
עקב בלייה, עקב קרינת U.V., עקב התחמצנות,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
חומר איחוי זה, הוא ביטומן,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
הדבק שבין האגרגטים עומד להתכווץ,
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
אם הוא מתכווץ, הו מקבל מיקרו-סדקים,
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
הלמינציה מתקלפת מהאגרגטים.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
אז אם אתה נוהג על הכביש, אתה עוקר החוצה את האגרגטים --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
מה שבדיוק ראינו כאן.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
כדי לפתור בעיה זו, חשבנו של חומרים בעלי יכולת שיקום-עצמי .
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
אם אנחנו יכולים להפוך חומר זה לחומר בעל יכולת שיקום עצמי,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
אז כנראה שיש לנו פתרון.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
אז מה שאנחנו יכולים לעשות הוא להשתמש בצמר פלדה לניקוי מחבתות,
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
וצמר פלדה אפשר לחתוך לחתיכות קטנות מאוד,
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
ואפשר לערבב חתיכות קטנות מאוד אלו לתוך הביטומן.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
ואז יש לכם אספלט
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
עם חתיכות קטנות מאוד של צמר פלדה בתוכו.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
אז אתם צריכים מכשיר, כמו שאתם רואים כאן,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
שאפשר להשתמש בה לבישול - מכשיר אינדוקציה.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
אינדוקציה יכולה לחמם, במיוחד פלדה; היא מתאימה מאד לזה.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
אז מחממים את הפלדה,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
ממיסים את הביטומן,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
והביטומן זורם לתוך המיקרו-סדקים האלה,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
והאבנים שוב מותקנות על פני השטח.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
היום אני משתמש במיקרוגל משום שאני לא יכול להעלות
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
את מכשיר האינדוקציה הגדול לכאן לבמה.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
מיקרוגל פועל בשיטה דומה.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
אז שמתי את הדגימה, שעכשיו אני הולך להוציא
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
כדי לראות מה קרה.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
אז זוהי הדגימה שיוצאת עכשיו.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
אז אמרתי שיש לנו מכונה תעשיתית כזו במעבדה
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
כדי לחמם את הדגימות.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
בדקנו הרבה דגימות שם,
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
וכאשר הממשלה, הם ממש ראו את התוצאות שלנו,
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
והם חשבו, "טוב, זה מעניין מאד. עלינו לנסות זאת."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
אז הם תרמו לנו פיסת כביש
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 מטר מה-A58, היכן שהצטרכנו לעשות
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
מסלול מבחן כדי לנסות חומר זה.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
אז זה מה שעשינו כאן. אתם רואים איפוא סללנו את כביש המבחן,
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
ולאחר מכן כמובן כביש זה יישאר למשך מספר שנים
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
ללא כל נזק. זהו מה שאנו יודעים ממה שהתנסינו בו.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
אז לקחנו הרבה דוגמאות מכביש זה
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
בדקנו אותם במעבדה.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
כך שבדקנו התבלות על הדגימות,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
הטענו עליו הרבה, שיקמנו אותם עם מכונת האינדוקציה שלנו,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
ושיקמנו אותם ושבנו ובדקנו אותם.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
נוכל לחזור על זה כמה פעמים .
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
אז המסקנה ממחקר זה למעשה היא
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
שאם אנחנו עוברים על הכביש בכל ארבע שנים
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
עם מכונת השיקום שלנו - זוהי הגירסה הגדולה
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
שעשינו כדי לעבור על הכביש האמיתי-
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
אם אנחנו עוברים על הכביש כל ארבע שנים
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
אנחנו יכולים להכפיל את אורך החיים של משטח זה של הכביש ,
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
מה שכמובן, חוסך הרבה כסף.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
ובכן, לסיכום, אני יכול לומר
06:04
that we made a material
97
348783
2756
שייצרנו חומר
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
תוך שימוש בסיבי פלדה, התוספת של סיבי הפלדה,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
באמצעות אנרגיית אינדוקציה כדי באמת
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
להאריך את חיי המשטח של הכביש,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
אפילו ניתן להכפיל את חיי המשטח.
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
אז זה באמת יחסוך הרבה כסף עם טריקים פשוטים מאוד.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
ואתם כמובן עכשיו סקרנים לדעת אם זה גם עבד.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
אז עדיין יש לנו כאן את הדגימה. היא די חמה.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
למעשה, זה עדיין צריך קודם כל להתקרר
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
לפני שאוכל להראות לכם שהשיקום פועל.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
אבל אני אעשה ניסוי.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
בואו לראות. כן, זה עבד.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
תודה.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(מחיאות כפיים)
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