Maan beton.

Moderators: jkien, Michel Uphoff

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 2.497

Maan beton.

Iemand heeft eens tegen me gezegd dat als men op de maan beton maakt en voor het zand de maanstof gebruikt dat beton hoogwaardiger zou zijn als wat op aarde mogelijk is.
 
Ik ben bereid dat te geloven, want het Romeinse beton was zo goed door de soort zand dat ze gebruikten.
Maar toch heb ik ook ergens het gevoel dat het maar een verzinsel is.
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Berichten: 728

Re: Maan beton.

De meest geaccepteerde theorie over het ontstaan van de Maan is een botsing tussen de Aarde en een hemellichaam zo groot als Mars genaamd Theia. Het ligt dus voor de hand dat de samenstelling van de Maan een combinatie is van die twee. Je komt op de Maan dus ongeveer de zelfde gesteenten en mineralen tegen als op de Aarde plus die van Theia. Verder is de Maan door miljarden jaren van bombardementen door asteroïden en micro meteorieten e.d sterk verontreinigd door verbindingen die waarschijnlijk een negatief effect hebben op de kwaliteit van het beton.

Berichten: 70

Re: Maan beton.

"Kwaliteit" van beton gaat over dichtheid, de porienstructuur. Hoe dichter, hoe sterker, en hoe minder indringing van aantastende stoffen.
Nu, de porienstructuur heeft dus een % porien (lege ruimte) en de kwaliteit van beton kan worden verhoogd door dat % te verlagen door de porien te vullen met bepaalde stoffen. Dat moeten dan wel erg fijne stoffen zijn, zoals bvb vliegas.
Het zou kunnen dat maanstof een dergelijke fijnheid heeft.
Een verschil in fijnheid met beschikbare stoffen hier op Aarde, kan zijn maar ik denk niet in een mate die iets voorstelt.

Gebruikersavatar
Berichten: 2.497

Re: Maan beton.

De gedachte is/was er op gebaseerd dat het maanstof geen (organische?) verontreinigen bevat.
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Berichten: 70

Re: Maan beton.

Hier op Aarde is quasi alle beton/baksteen gebaseerd op klei, en klei is eigenlijk wat er na verwering uiteindelijk overblijft van harde/natuursteen.
Verwering komt door verschillende uitzettingscoefficienten van verschillende mineralen en temperatuurfluctuaties. Daardoor ontstaan scheurtjes, dewelke dan indringing mogelijk maakt van weer andere stoffen, zoals hier op Aarde water, dat bij bevriezen uitzet, en de scheurtjes zo vergroot.

Vraag is nu wat ze precies bedoelen met "verontreinigingen", en welke gevolgen die hebben. Voor de kleinontginning voor baksteen wordt bvb humus verwijderd door rotprocessen. Als ik aanneem dat "verontreinigingen" impliceren een negatieve invloed dan vraag ik me af welke. Hier op Aarde worden de meeste aantastingen door zure stoffen in gasvorm (vb CO2, SO2) veroorzaakt. Op de maan tja, stellen de gassen niet veel voor.

Berichten: 11.273

Re: Maan beton.

Wat wellicht ook speelt is de heel andere eisen die aan een betonnen structuur op de maan gesteld zouden worden. Op aarde heb je bijvoorbeeld last van roestende wapening gezien onze natte en zuurstofrijke atmosfeer, en probleem dat op de maan wellicht helemaal niet relevant is. 
 
Anderzijds heb je wel veel grotere tempertuurgradienten tussen donker en licht, wat problemen zal geven met uitzetting en dergelijke. 
 
Allemaal uitdagingen, maar de vraag is natuurlijk vooral wat en waarom je van beton op de maan zou willen bouwen. 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.793

Re: Maan beton.

Wikipedia heeft een artikel over maanbeton, "lunarcrete", als mogelijk bouwmateriaal voor op de maan. Daarvoor heb je water nodig, wat weinig beschikbaar is op de maan. Een alternatief is zwavelbeton, omdat zwavel ruimer beschikbaar is op de maan. De sterkte van beton wordt allereerst uitgedrukt in de druksterkte. Voor gewoon beton in de bouw is dat 20 MPa. Voor bijzondere situaties, waar het wat duurder mag worden, is beton van 80 MPa mogelijk. Maanbeton heeft ongeveer dezelfde druksterkte.

Berichten: 11.273

Re: Maan beton.

De vraag is of de druksterkte het belangrijkste aspect zal zijn op de maan. Als je er echt een gebouw wilt neerzetten waar mensen in kunnen wonen of werken en binnen 1 atm druk wilt handhaven denk ik eerder dat scheuren het probleem zal zijn: met een belasting van 100 kg/m2 blaas je eerder de wanden eruit als dat ze instorten onder hun eigen gewicht en het gewicht van een dak. Door de lage zwaartekracht zijn die gewichten natuurlijk veel geringer dan iets van gelijke massa op aarde, maar het drukverschil zet even veel kracht. 
 
Ik vraag me af hoe plausibel het is om iets van beton te bouwen dan 1 bar overdruk kan verdragen. We kunnen dat op aarde eenvoudig proberen natuurlijk, al zit je dan weer wel met de zwaartekracht die ook belasting geeft.  
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.793

Re: Maan beton.

Benm schreef:De vraag is of de druksterkte het belangrijkste aspect zal zijn op de maan.

Ken je de 4 mijl hoge toren op Google Moon dan niet? Zie youtube video.
 
De druk in het beton onderaan moet enorm zijn.
 
1  :)
 
 
 

Berichten: 70

Re: Maan beton.

Een overdruk binnenin refereert eerder naar treksterkte dan naar druksterkte.

Berichten: 11.273

Re: Maan beton.

Dat was inderdaad mijn punt. Als je iets van enig formaat wilt bouwen op de maan met een normale atmosfeer binnen is de tendens eerder dat het uit elkaar geblazen wordt dan dan het zal instorten. 
 
Ongewapend beton heeft een belabberde treksterkte - misschien aardig voor een fundament of iets dergelijks, maar niet voor het bouwen van gebouwen waarbinnen je 1 bar overdruk wilt handhaven. Als je al beton zou willen gebruiken is het absoluut nodig dat pre-tensioned met (metalen?) delen erin te doen. 
 
Uiteraard zou je wel iets van beton kunnen bouwen als een landing pad, maar de vraag is of dat heel zinnig is gezien het oppervlak van de maan, afgezien van een laagje stof, tamelijk solide en op geschikte plekken best egaal is. 
 
Het is dus maar net wat je wilt bouwen en voor welke functie of het uberhaupt van enig nut is om beton te maken van op de maan aanwezig materiaal. Ergens schat ik de toepassing zeer beperkt in. 
Victory through technology

Berichten: 70

Re: Maan beton.

Daarom is de onderwerpvraag ook wat tegenstrijdig.
"Hoogwaardigheid" van beton, en (porien) vulmiddelen (maanstof) gaat eerder over bescherming (oxideren) van erinliggend wapeningsstaal tegen externe invloeden, dat op zijn beurt over treksterkte gaat.
De "belabberdheid" van treksterkte van beton is in cijfer uitgedrukt ruw 10% van die van staal. Serieus "belabberd" dus.
En de maan heeft geen water en geen atmosfeer, dus roesten van staal door water en zure gassen is daar niet eens aan de orde.

Blijft over dat maanstof misschien de druksterkte zou verhogen. De vraag is dan in welke mate de aard van de stoffen die de steen vormen, hierop invloed hebben.
Uiteindelijk ontstaat Aards "beton" uit de hydratatie van harde componentstoffen en een bindmiddel. Water is nodig voor het vormingsproces maar eigenlijk eerder een noodzakelijk kwaad dan een component. Het is immers de oorzaak van de achtergelaten porien en lagere (druk)sterkte.
Cement is een reactief product uit kalk en klei, klei is een natuurlijk verweringseindproduct dat een deel (vloeibaar, vast) water, een deel (vet, schraal...) en een deel heel fijn zand bevat (= relevantie met "maanstof"?) en stukjes (plaatvormig-silicaatstructuur - negatieve ionen) van allerhande steensoorten (de feitelijke bindingsoorzaak met calcium en natrium positieve ionen).
Wat heb je van dit alles op de maan?
Geen water dus geen verwering door water.
Er is dus geen sedimentatie - dus geen plaatjesvorming = geen groot vlak oppervlak = weinig binding = weinig sterk.
Enige lokaal te vinden potentiele bindmiddelen (dus zonder water en zonder allerhande zoals een oliebasis bij bitumen), hebben een lage smelttemperatuur, op de maan te laag of bouwsels zouden in schaduw of ondergronds (lastig) moeten gebeuren, wat op zich al in vraag kan worden gesteld, het komt dan neer op verstevigen van een grot, dat niet echt "bouwen" kan worden genoemd haha.

Op vlak van treksterkte dan, vezels. Hier op Aarde zijn er van nature plantenvezels (en een wat apart specialleke: asbest), en kunstmatige, staalvezel (door walsen), glasvezel, enzovoort enzoverder. Op de Maan zijn de processen die vezelstructuren veroorzaken voor zover ik weet totaal niet aanwezig.

Dat is allemaal grond voor gevoel van verzinsel / fantasie.
Maanbases geconstrueerd met lokale middelen klinkt wel mooi maar motief minder mooi - garen van andermans geld op basis van foute zaken. Hypes en dan lees je hoge taksdruk of zoveel euro verdampt... Dat terzijde het wetenschappelijk perspectief.

Berichten: 11.273

Re: Maan beton.

Vooralsnog is het allemaal erg hypothetisch - ik geloof niet dat er momenteel landen of bedrijven zijn die serieuze plannen hebben om grote bouwwerken op de maan te plaatsen. 
 
Het zou eventueel een oefening kunnen zijn voor bouwen op Mars - gezien de geringe afstand kun je sneller en goedkoper materiaal en personeel transporteren. 
Victory through technology

Reageer