使水泥快速凝固加什么（将水泥送上太空）

“做好准备”这句著名的咒语不仅适用于美国童子军在其他星球上建立持久基础设施的需要正在到来，我们必须做好准备为了做好准备，宾夕法尼亚州立大学的研究人员与美国国家航空航天局合作，探索水泥在微重力环境下是如何凝固的，我来为大家讲解一下关于使水泥快速凝固加什么?跟着小编一起来看一看吧!

使水泥快速凝固加什么

“做好准备。”这句著名的咒语不仅适用于美国童子军。在其他星球上建立持久基础设施的需要正在到来，我们必须做好准备。为了做好准备，宾夕法尼亚州立大学的研究人员与美国国家航空航天局合作，探索水泥在微重力环境下是如何凝固的。

“这不再是我们是否需要殖民其他星球的问题，而是何时需要殖民的问题，”宾夕法尼亚州立大学(Penn State)土木工程助理教授、该项目的首席研究员亚历山大·拉德林斯卡(Aleksandra Radlinska)说，“一旦我们开始将人类送上月球和火星，我们就必须为他们在执行任务期间提供安全的环境。”

研究人员长期以来一直在研究地球上水泥与水混合时的反应；然而，仍然存在一些问题，对于这个过程在几乎没有重力的太空中是如何进行的，我们知之甚少。本研究的目的是为了更好地理解在不考虑重力的情况下水泥凝固的复杂过程。

“我们正在研究水泥是如何水化的，以及它的微观结构是如何随着时间发展的，”Radlinska说。“我们想知道，在没有重力驱动的情况下，水泥基混凝土内部会生长什么。”

这张照片是用扫描电子显微镜拍摄的，从3毫米厚的样品表面可以看到，在C-S-H基质上有一种假色的portlandite(氢氧化钙)晶体。样品为水化三钙硅酸盐，它是普通硅酸盐水泥的主要化合物。(图片:MSFC - EM31材料诊断实验室)

混凝土的微观结构发展发生在水泥接触水和混合物经历复杂凝固过程的阶段。在这些阶段所发生的事情导致了非晶和晶相复杂组合的发展。它们的形状、体积和分布决定了硬化材料的性能。当重力大大减小时，这一过程就会改变，从而改变晶体结构，最终改变材料本身。

为了进一步了解水泥在这些环境中的反应，研究人员开展了一项两阶段的研究。

在第一阶段，该小组向国际空间站(ISS)发送了120个预先包装好的样品。样品包包括两个或三个单独的装有水泥和水或水泥、水和酒精的隔间(后者用于在给定的时间间隔内停止水化反应)。在轨道上，国际空间站上的一名宇航员的任务是给每个样本补水，方法是将水袋爆破成水泥袋，然后用酒精在特定的点停止水化。

这一系列的实验改变了水泥的种类，添加剂的种类，添加剂的数量，水的量，直到水化停止的时间长度。这些样本随后被送回阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔飞行中心，然后被送往宾夕法尼亚州立大学，目前正在那里进行详细的测试和鉴定。

在第二阶段，研究人员向国际空间站额外发送了28个样本。在这个阶段，宇航员们混合了两个隔间的样本，就像他们在第一阶段所做的那样，然后使用离心机来模拟三个重力级别。这些重力级别包括月球、火星和0.7 g，位于其他两个重力级别之间。这一阶段的研究将帮助研究小组根据不同的重力水平确定水化反应的差异。

“所有行星的引力水平都不同，”Radlinska说。“火星的引力只有地球的三分之一，但仍然有一些引力。”

研究成果一旦整理完成，将有助于理解水泥在空间中如何作为建筑材料使用，但所收集的知识也将有助于改善地基水泥和混凝土的加工。混凝土是世界上使用最广泛的人造材料，全球年产量约为100亿吨，其碳足迹也与之相当。即使这一过程稍有改善，也可能对水泥基础设施的可持续性产生巨大影响。

Radlinska说:“在水泥生产过程中，有大量的二氧化碳排放到大气中。”“我们对水合作用的早期阶段了解得越多，我们就越能改善它。由于水合作用是一个非常复杂的过程，我们在地球上还没有了解到。”

一旦研究小组对传统的波特兰水泥的水化过程有了更好的了解，他们就会开始使用火星上的原生材料来测试这一过程。虽然直接的样品很难获得，但研究小组可以根据火星漫游者号测试的现有样品的化学成分重新制作这些材料。

“这就是这项研究如此重要的原因，”Radlinska说。“一旦我们在太空进行了研究，我们就知道了原理，我们就可以在地球上进一步测试这些材料。”工业发展的下一个阶段将是空间殖民化，土木工程师将发挥关键作用。”