使水泥快速凝固加什麼?“做好準備”這句著名的咒語不僅适用于美國童子軍在其他星球上建立持久基礎設施的需要正在到來，我們必須做好準備為了做好準備，賓夕法尼亞州立大學的研究人員與美國國家航空航天局合作，探索水泥在微重力環境下是如何凝固的，我來為大家講解一下關于使水泥快速凝固加什麼?跟着小編一起來看一看吧!

使水泥快速凝固加什麼

“做好準備。”這句著名的咒語不僅适用于美國童子軍。在其他星球上建立持久基礎設施的需要正在到來，我們必須做好準備。為了做好準備，賓夕法尼亞州立大學的研究人員與美國國家航空航天局合作，探索水泥在微重力環境下是如何凝固的。

“這不再是我們是否需要殖民其他星球的問題，而是何時需要殖民的問題，”賓夕法尼亞州立大學(Penn State)土木工程助理教授、該項目的首席研究員亞曆山大·拉德林斯卡(Aleksandra Radlinska)說，“一旦我們開始将人類送上月球和火星，我們就必須為他們在執行任務期間提供安全的環境。”

研究人員長期以來一直在研究地球上水泥與水混合時的反應；然而，仍然存在一些問題，對于這個過程在幾乎沒有重力的太空中是如何進行的，我們知之甚少。本研究的目的是為了更好地理解在不考慮重力的情況下水泥凝固的複雜過程。

“我們正在研究水泥是如何水化的，以及它的微觀結構是如何随着時間發展的，”Radlinska說。“我們想知道，在沒有重力驅動的情況下，水泥基混凝土内部會生長什麼。”

這張照片是用掃描電子顯微鏡拍攝的，從3毫米厚的樣品表面可以看到，在C-S-H基質上有一種假色的portlandite(氫氧化鈣)晶體。樣品為水化三鈣矽酸鹽，它是普通矽酸鹽水泥的主要化合物。(圖片:MSFC - EM31材料診斷實驗室)

混凝土的微觀結構發展發生在水泥接觸水和混合物經曆複雜凝固過程的階段。在這些階段所發生的事情導緻了非晶和晶相複雜組合的發展。它們的形狀、體積和分布決定了硬化材料的性能。當重力大大減小時，這一過程就會改變，從而改變晶體結構，最終改變材料本身。

為了進一步了解水泥在這些環境中的反應，研究人員開展了一項兩階段的研究。

在第一階段，該小組向國際空間站(ISS)發送了120個預先包裝好的樣品。樣品包包括兩個或三個單獨的裝有水泥和水或水泥、水和酒精的隔間(後者用于在給定的時間間隔内停止水化反應)。在軌道上，國際空間站上的一名宇航員的任務是給每個樣本補水，方法是将水袋爆破成水泥袋，然後用酒精在特定的點停止水化。

這一系列的實驗改變了水泥的種類，添加劑的種類，添加劑的數量，水的量，直到水化停止的時間長度。這些樣本随後被送回阿拉巴馬州亨茨維爾的馬歇爾飛行中心，然後被送往賓夕法尼亞州立大學，目前正在那裡進行詳細的測試和鑒定。

在第二階段，研究人員向國際空間站額外發送了28個樣本。在這個階段，宇航員們混合了兩個隔間的樣本，就像他們在第一階段所做的那樣，然後使用離心機來模拟三個重力級别。這些重力級别包括月球、火星和0.7 g，位于其他兩個重力級别之間。這一階段的研究将幫助研究小組根據不同的重力水平确定水化反應的差異。

“所有行星的引力水平都不同，”Radlinska說。“火星的引力隻有地球的三分之一，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間中如何作為建築材料使用，但所收集的知識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廣泛的人造材料，全球年産量約為100億噸，其碳足迹也與之相當。即使這一過程稍有改善，也可能對水泥基礎設施的可持續性産生巨大影響。

Radlinska說:“在水泥生産過程中，有大量的二氧化碳排放到大氣中。”“我們對水合作用的早期階段了解得越多，我們就越能改善它。由于水合作用是一個非常複雜的過程，我們在地球上還沒有了解到。”

一旦研究小組對傳統的波特蘭水泥的水化過程有了更好的了解，他們就會開始使用火星上的原生材料來測試這一過程。雖然直接的樣品很難獲得，但研究小組可以根據火星漫遊者号測試的現有樣品的化學成分重新制作這些材料。

“這就是這項研究如此重要的原因，”Radlinska說。“一旦我們在太空進行了研究，我們就知道了原理，我們就可以在地球上進一步測試這些材料。”工業發展的下一個階段将是空間殖民化，土木工程師将發揮關鍵作用。”

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