Hvordan får du beton til at flyde?!

Ja. Beton kan flyde. Synes godt om, det kan nedsænkes i en spand vand og faktisk dukke op igen. Som en langvarig deltager i ASCE National Concrete Canoe Competition tror jeg, at dette er det mest almindelige spørgsmål, jeg får fra udenforstående. Denne konkurrence kræver ingeniørstuderende over hele verden til at designe og konstruere kanoer fra beton og kamp hoved til hoved i padling, æstetik, en teknisk design papir, og en mundtlig præsentation.

det er sjovt, at så mange mennesker er i ærefrygt over ideen om et konkret fartøj. Jeg er klar over, at konventionel beton er et tæt materiale, men har du nogensinde tænkt på et stålskib? De fleste store både er lavet af stål (tænk: krydstogtskibe, hangarskibe og fragtskibe). Men stål er tre gange så tæt som beton! Archimedes ‘ princip er den grundlæggende grund til, at disse skibe ikke synker som mursten. Dybest set, hvis vægten af væske forskudt af objektet overstiger vægten af selve objektet, så flyder den!

overraskende nok blev betonkrigsskibe konstrueret under Første Verdenskrig og Anden Verdenskrig på grund af krigstidens stålmangel. De blev også almindeligt anvendt som pramme i Europa i begyndelsen af 1900-tallet. men Skibe fremstillet af andre materialer var lettere at konstruere og billigere at betjene, så du kan ikke se mange konkrete skibe rundt i dag. Nogle af de gamle krigstid skibe kan stadig ses i dag, og morsomme Planet har en stor artikel om disse konkrete skibe.

så nu er spørgsmålet stadig: Hvorfor laver civilingeniørstuderende kanoer af beton? Det eneste fornuftige svar er, at ASCE fik os til at gøre det. De har en national konkurrence for at afgøre, hvem der kan bygge den mest effektive Kano af beton. I modsætning til disse gamle krigsskibe er vores beton faktisk designet til at være mindre tæt end vand, så de flyder, når de er helt nedsænket.

for at forklare, hvordan vi opnår dette, skal vi starte med at tale om det grundlæggende i beton. Beton er lavet af tre hovedingredienser: cement, vand og aggregater (grus, sand osv.). Bemærk, at cement er en ingrediens til beton, og det ændrer sig kemisk fra et pulveriseret stof til et hærdet byggemateriale, når det blandes med vand og hærdes over tid. Det er analogt med at bruge mel som ingrediens til kage. Du tilsætter mel til en blanding af ingredienser, bager det (dvs.kemisk ændre det) og får derefter en lækker kage til sidst. Jeg ville ikke hente en pose mel og henvise til det som kage, så vær venlig ikke at pege på fortovet og henvise til det som cement.

Bemærk, at alle ingredienserne til beton er temmelig tunge. Cement er omkring tre gange så tæt som vand og aggregater er generelt omkring dobbelt så tæt som vand. Intuitivt, når du kombinerer disse ingredienser, får du noget slutprodukt, der er meget tungere end vand. Hvad vi gør er at fjerne aggregaterne og erstatte dem med meget små genbrugte glasperler (nogle er omkring 10% vandtætheden) for at reducere betonens samlede vægt. Slutresultatet er en beton, der er let og relativt holdbar.

betonen, vi laver til disse betonkanoer, er helt anderledes end den normale beton, du ville se. Vores beton er generelt ikke særlig flydende og har en konsistens mere som kagedej. I stedet for at hælde det i en form, er det håndpakket på en form. Udfordringen er at komme med de optimale ingredienser til at gøre dit holds Kano let, holdbar og æstetisk tiltalende.

er du interesseret i at lære mere om konkrete kanoer? Tjek de officielle regler eller besøg concretecanoe.org.