¿Diferencias esperadas entre el hormigón preparado en la ISS y las muestras combinadas preparadas en la Tierra?

¿Se esperan diferencias entre las muestras de hormigón preparadas en la ISS y las muestras combinadas preparadas en la Tierra?

Las diferencias se esperan pero no se prevén en detalle; los investigadores tienen una "corazonada" de qué esperar, pero no hay una tabla clara contra la cual verificar, verificando si el resultado coincide con 5 sigma con lo previsto. Este es un experimento de descubrimiento (encontrar/analizar diferencias), no un experimento de verificación de teoría (verificar las propiedades reales frente a las predichas). La mayor parte de la investigación y la ingeniería del concreto se realiza a través del ajuste de funciones en datos experimentales de muestras variadas de concreto, no en modelos (químicos) a microescala que podrían predecir resultados de efectos extraños como la microgravedad. No hay buenos modelos para predecir los resultados exactos aquí.

Esta es también la razón por la cual las contrapartes de la Tierra. En lugar de comparar las muestras con modelos previstos (lo que daría cuenta de la microgravedad), se compararán con un grupo de control, un conjunto de muestras idénticas no sujetas a la microgravedad. Es descubrir las diferencias y poner las "corazonadas" en números.

Una de estas "corazonadas" y el enfoque de la investigación actual es que los cristales que se forman en el concreto en solidificación serán diferentes debido a la falta de transporte de iones por convección; un experimento de 10 segundos en vuelo parabólico arrojó los siguientes resultados:

fuente

No está claro en este momento qué tipo de diferencias aparecerán en el crecimiento de los cristales y cómo se verán afectadas las propiedades del hormigón.

Pero hay una variedad de otros factores. En particular, donde importan la convección del aire, la retención de agua, la difusión interna y factores similares, el resultado puede tener propiedades estructurales diferentes a las terrestres; tal vez peor (no hay suficiente movimiento de partículas para mezclar a nivel microscópico, no hay presión adicional de la columna de agua para comprimir el agua en los poros), tal vez mejor (se pueden formar estructuras cristalinas que normalmente se rompen por la gravedad). En caso de mezclas desgasificadas, el resultado puede retener burbujas de gas donde de otro modo escaparían a la superficie. El detalle en profundidad de las reacciones a microescala no se conoce lo suficiente como para predecir los resultados.

"¿Cómo podemos usarlo de manera más sostenible en la Tierra?"

Hay muchos tipos diferentes de cemento, con diferentes procesos de fabricación y diferentes aglutinantes, pero el cemento Portland es, con mucho, el más común; todos los demás cementos son un nicho y un margen, en comparación con la industria del cemento Portland. También es muy sucio y consume mucha energía, todo lo contrario de "verde". Enormes hornos rotatorios que rompen la piedra caliza con aditivos en polvo cocido en cemento; La filtración a veces está presente en las fábricas más modernas, en las más antiguas el cemento se asienta por todas partes, y eso se suma a las enormes cantidades de CO2, tanto del calentamiento del horno como de las reacciones de creación del cemento.

Hay más alternativas "verdes"; Aleksandra Radlinska, por ejemplo, investigó sobre los cementos de escoria activada alcalina, que tienen una huella ecológica mucho mejor. La investigación de la microgravedad no contribuye directamente al desarrollo de más cementos "verdes", pero atrae la atención de inversionistas, organismos académicos y podría romper, o al menos erosionar, el monopolio del mercado del cemento Portland, especialmente si se encuentran tales cementos. para ser viable para la fabricación en el espacio, esto definitivamente aumentará la producción terrestre, para hábitats experimentales, para el truco de marketing del "hormigón espacial", etc.

"¿Cómo podemos hacer uso de las materias primas presentes en el espacio y hacer un aglutinante de cemento similar al concreto en el espacio?"

Como decía, hay muchos cementos de muchas composiciones. Es completamente posible fabricar tipos de cemento idénticos a los que se obtienen en la Tierra utilizando recursos in situ en el espacio (o cementos de ingeniería que están hechos de materiales que ya se sabe que se pueden obtener fácilmente en el espacio). El problema es que no sabemos si ese cemento sería de alguna utilidad allí. Por lo que se están preparando varias muestras de cemento, para analizar sus propiedades físicas. Con los resultados, podremos decir qué tipo de cementos, y por extensión, qué materias primas para hacer cemento, son utilizables en el espacio y cuáles son inútiles.

Encontrar recursos fuera de la Tierra que hagan un buen cemento espacial conocido puede ser mucho más fácil que probar muchos recursos fuera de la Tierra hasta que encuentre los que hagan un buen cemento espacial. Pero primero debemos armar una lista de 'cementos espaciales buenos conocidos', y este experimento permite avanzar candidatos 'prometedores' a 'buenos conocidos'.

Es poco probable que alguna muestra no se una por completo, pero las propiedades pueden diferir, y eso sería importante para el futuro uso espacial del concreto.