DARPA는 콘크리트를 복원하는 "생물학적" 방법을 찾고 있습니다.
BRACE 프로그램 로고는 구체적인 복원 순서를 보여줍니다.
DARPA(American Advanced Development Agency)는 인프라 복원 및 유지 문제를 해결했습니다. 작년부터 콘크리트 및 철근 콘크리트 구조물을 복원하고 수리하는 근본적으로 새로운 방법을 찾을 계획인 BRACE 프로그램에 대한 작업이 진행 중입니다. 우리는 구조를 해체하거나 요소를 교체할 필요 없이 문제를 해결할 수 있는 "생물학적" 기술을 고려합니다.
저하의 문제
콘크리트 및 철근 콘크리트는 주요 현대 건축 자재 중 하나이며 군사 및 민간 기반 시설 건설에 널리 사용됩니다. 그러나 모든 이점에도 불구하고 부정적인 결과로 저하될 수 있습니다.
외부 요인의 영향과 잘못된 구성, 건설 기술 미준수 등으로 인해 콘크리트에 균열이 나타나고 무너지기 시작합니다. 외부 습기는 금속 요소의 부식으로 이어져 구조의 강도를 감소시키고 추가적인 내부 응력을 생성합니다. 구조의 강도는 완전히 파괴될 때까지 점차 감소합니다.
DARPA 기관에 따르면 지금까지 미군은 콘크리트 구조물의 열화 문제에 완전히 직면했습니다. XNUMX세기 중반에 지어진 다양한 용도의 물건들이 많이 남아 있다. 나이와 외부 요인으로 인해 그들의 상태는 바람직하지 않으며 주의가 필요합니다.
미군 건설업자들은 "일반" 콘크리트를 사용해야 하는 반면
이러한 모든 시설을 수리하거나 철거하고 재건할 수 있는 것은 아닙니다. 이와 관련하여 상당한 외부 영향 없이 건축 자재 및 구조물의 무결성을 복원할 수 있는 새로운 수리 기술을 개발하는 것이 제안됩니다.
자연에서 영감을 얻다
2022년 XNUMX월 DARPA는 오래된 콘크리트 건물의 생체 영감 복원("오래된 콘크리트 구조물의 생물학적 영감 복원") 또는 BRACE("Brace" 또는 "Brace"처럼 들림)라는 새로운 연구 프로그램의 시작을 발표했습니다.
새로운 프로그램의 일환으로 다양한 조건과 시간대에서 콘크리트 및 철근 콘크리트의 열화 및 파괴 과정을 재검토할 계획입니다. 수집된 정보를 바탕으로 그들은 구조의 무결성을 수리 및/또는 유지하기 위한 새로운 기술을 만들려고 노력할 것입니다.
BRACE의 일부로 DARPA는 손상 복구에 대한 흥미로운 개념을 제공합니다. 손상 부위나 콘크리트 두께에 혈관이나 균사체와 같은 얇은 채널 네트워크를 만들 수 있는 수단이 필요하다. 이 네트워크를 통해 수리를 위한 자재가 피해 지역에 최적의 방식으로 전달되어야 합니다. 올바른 영역에 들어가면 재료의 입자가 기존 구조에 묻혀 강화됩니다.
수리 모드에서 운하 네트워크는 많은 양의 건축 자재가 손상된 지역으로 신속하게 전달되어 결과적인 공극을 메워야 합니다. 예방은 작은 결함이 증가하여 위협을 가하기 전에 유사하게 채우는 것으로 구성됩니다. 또한 DARPA는 재료 진단 및 손상 신호를 위해 채널 네트워크를 사용하고자 합니다.
채널 생성 방법은 프로그램에 참여하는 조직에서 결정합니다. 특정 화학적, 생물학적 및 기타 수단을 사용할 수 있습니다. 동시에 "용기" 네트워크의 단면과 구성은 이미 약해진 복원된 구조의 강도에 악영향을 미치지 않아야 합니다.
이 프로그램은 소위 두 가지로 나뉩니다. 비슷하지만 다른 목표를 가진 기술 영역(Technical Areas). 첫 번째 "영역" TA1의 임무는 새로운 기술의 실제 생성입니다. TA2 방향의 일환으로 새로운 도구를 사용하는 방법과 검증을 위한 테스트 시스템 및 모델이 개발될 것입니다. 앞으로는 새로운 작업이 나타날 것입니다. 기술의 고속 버전을 개발해야 합니다. 그것의 도움으로 그들은 건물, 비행장 등의 경미한 손상을 수리할 계획입니다.
BRACE 프로그램은 작년 2026월에 시작하여 완료하는 데 XNUMX년 반이 걸립니다. 이는 FY XNUMX이 끝나기 전에 새로운 기술이 나타나야 함을 의미합니다. 엔지니어링 및 건축 구조에 새로운 재료가 등장하는 시기는 아직 알 수 없습니다. 무기한 미래에 새로운 개발을 민간 영역으로 이전하는 것이 배제되지 않으며 광범위하게 적용될 것입니다.
연구원 및 연주자
23년 전 DARPA는 BRACE 프로그램을 시작했으며 참여를 희망하는 조직의 지원을 요청했습니다. 2023년 XNUMX월 XNUMX일, 소속사는 프로그램의 준비 부분 완료 및 참여자 선정을 발표했습니다.
세 개의 미국 조직이 새로운 기술의 완전한 개발에 참여할 것입니다. 여기는 리버모어 국립 연구소입니다. E. Lawrence, 콜로라도 대학교 및 Battel Memorial Institute. 그들은 콘크리트의 "생물학적" 복원에 대한 자신의 아이디어와 개발을 발표했습니다.
시멘트 모르타르 건물의 XNUMXD 프린팅
아쉽게도 BRACE 회원 단체의 예비 프로젝트 세부 사항은 아직 발표되지 않았습니다. 공식 보고서는 모두 고객의 기본 요구 사항을 충족하고 자료 내의 채널 네트워크 아이디어를 기반으로 한다고 언급합니다. 이 경우 일반적인 개념은 다른 방식으로 구현될 수 있습니다.
DARPA에 따르면 프로그램의 세 참가자 모두 "기술 분야"에서 일할 것입니다. 새로운 기술을 개발하고 실용화해야 합니다. 테스트를 위한 일련의 측정 및 수단도 참가자에 의해 생성됩니다.
Сферы의 применения
BRACE 프로그램의 주요 단계는 이제 막 시작되었으며 그 결과는 몇 년 더 기다려야 합니다. 또한 연구 참가자가 작업에 대처할 것이라는 보장은 아직 없습니다. 그러나 DARPA 기관은 이미 신기술의 적용 가능 영역과 기대 효과를 제시하고 있습니다.
펜타곤은 콘크리트와 철근 콘크리트가 사용되는 건설에 다양한 종류의 군사 기반 시설을 처분할 수 있습니다. 이들은 다양한 건물과 구조물, 비행장 활주로, 항구 정박지 및 전략 미사일 용 사일로 발사기입니다. 이러한 콘크리트/철근 콘크리트 구조물의 상당 부분은 먼 과거에 지어졌으며 점차 노후화되고 있습니다.
개발된 도구의 도움으로 앞으로 손상된 개체와 해당 요소를 복구할 계획입니다. 또한 건설 단계에서의 사용이 배제되지 않아 구조물의 추가 열화를 방지합니다. 결과적으로 오래된 시설은 더 오래 운영될 수 있고 새로 지어진 시설은 초기에 자원이 증가할 것입니다. 두 경우 모두 알려진 절감액이 있습니다.
빠른 수리를 위한 자금도 마련할 예정이다. 그들의 도움으로 그들은 비행장과 다양한 건물에 대한 전투 피해를 처리할 것입니다. 이 응용 프로그램은 수리 수단에 특별한 요구 사항을 부과하지만 분명한 이점을 제공합니다.
앞으로 BRACE 기술은 민간 및 이중 용도 영역으로 이동할 수 있습니다. 콘크리트 구조물은 거의 모든 곳에서 사용됩니다. 매우 중요한 대상에 대해. 유망한 수리 및 예방 수단을 도입하면 상대적으로 신속하고 최소한의 비용으로 손상된 시설 및 구조물을 복원하고 운영을 연장할 수 있습니다. 또한 거의 완전한 강도 회복으로 빠른 수리가 가능합니다.
분명히 DARPA와 계약업체의 신기술은 확실히 민간 영역에서 고객을 찾을 것입니다. 최근 미국은 심각한 인프라 문제를 경험했습니다. 여러 가지 이유로 운송, 에너지, 산업 등의 분야에서 다양한 물체의 마모가 발생합니다. 제대로 된 관심을 받지 못합니다. 예방이 제대로 이루어지지 않아 각종 사고로 이어집니다. BRACE 기술의 출현과 광범위한 사용으로 이러한 위험이 완전히 제거되지는 않지만 감소할 가능성이 있습니다.
어려운 작업
따라서 DARPA 기관은 또 다른 유망한 이중 사용 프로그램의 일환으로 본격적인 연구를 시작하고 있습니다. BRACE 프로그램의 목표는 재료 과학 및 건축 분야에서 근본적으로 새로운 기술을 창출하는 것입니다. 프로그램 참가자들이 자신의 일을 한다면 미군과 민간 건설 노동자들은 새로운 특별한 기회를 갖게 될 것입니다.
그러나 BRACE 멤버들은 매우 어려운 과제에 직면해 있습니다. 그들은 특별한 기능과 능력을 가진 도구를 찾아야 할 뿐만 아니라 실제 적용을 보장해야 합니다. 원하는 결과를 모두 얻을 수 있는지 여부는 몇 년 후에 알려질 것입니다. 그 동안 펜타곤은 모든 시간과 비용을 들여 일반적인 방식으로 수리를 수행하거나 시설을 철거 및 재건해야 합니다.
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