Можно ли сделать астероидный бетон?

В далеком будущем человек пытается построить небольшую колонию в поясе астероидов — на одном из крупных астероидов. Все материалы должны быть добыты с астероидов, и предполагается, что колония будет иметь доступ к добыче любых типов астероидов по мере необходимости. Вопрос в том, можем ли мы делать бетон исключительно из минералов, полученных с астероидов?

Бетон – это заполнитель, вода и сухой цемент.

Я полагаю, что совокупность может быть получена из любого подходящего астероида. В некоторых астероидах есть вода, так что с водой тоже не должно быть проблем. У меня проблемы с цементной частью. Некоторые астероиды содержат очень крошечные следы кальция, но достаточно ли этого для изготовления цемента?

Зачем нужно использовать цемент? Металла на астероидах не так уж мало, и он прочнее и герметичнее, чем бетон.
Если вам нужен бетон, то геополимерный цемент в той или иной форме может быть легче изготовлен из сырья, доступного на обычном или садовом астероиде. А бетон не содержит «сухого цемента»; когда бетон сделан, цемент обязательно влажный, и после того, как он схватится, это уже не цемент.
Вы не собираетесь строить структуры, подобные Земле, и вам не нужны те же качества, что и у бетона. Скорее всего, вы будете туннелировать и герметизировать получившуюся туннельную систему воздухонепроницаемыми материалами (в далеком будущем это может / будет чем-то, выходящим за рамки нашего нынешнего понимания материаловедения и инженерии.
Я удалил [пробел] как тег, потому что мне нужно было освободить место для [астероидов]. Это казалось лучшим выбором. Но не стесняйтесь исправить это, если вам не нравится мой выбор.

Ответы (4)

Короче говоря, «да, астероиды содержат элементы, необходимые для производства бетона».

Типичный астероид содержит Кислород 36 % Железо 26 % Кремний 18 % Магний 14 % Алюминий 1,5 % Никель 1,4 % Кальций 1,3 %

Гидравлический цемент изготавливается из любого

белит (2CaO·SiO2); алит (3CaO·SiO2); Трехкальциевый алюминат (3CaO·Al2O3) (исторически и до сих пор иногда называемый «целитом»); Браунмиллерит (4CaO·Al2O3·Fe2O3).

И есть совпадение между тем, что необходимо, и тем, что доступно.

Дело в том, что наличие элементов не означает, что их можно извлечь, а затем объединить в необходимую химическую форму.

Цемент представляет собой вяжущее вещество, которое связывает заполнитель в твердую структуру. Мы используем цементы на основе извести и вышеупомянутые гидравлические цементы, в основном из-за их доступности и простоты извлечения. Кальций, по сути, широко доступен в виде известняка во всем мире. Но это не означает, что экзотические цементы не могут быть созданы с использованием других элементов.

Проблема, я полагаю, будет не в материалах, а в отверждении. Бетон не сохнет, он твердеет. То есть, завершение химической реакции зависит от кислорода в атмосфере. Гидравлический цемент зависит от воды. Таким образом, строительство бетонных конструкций в вакууме представляет собой серьезную проблему.

Тем не менее, инженеры рассматривали возможность использования бетона в качестве строительного материала на космической станции из сырья, доставленного с Луны.

Этот ответ заслуживает награды. Именно за ответами я и прихожу сюда :)
Я понял, что можно делать бетон без воды из сернистого реголита. Но мне нужна цитата для этого.
@Ender Look Мое исследование сернистого бетона до того, как я опубликовал свой ответ, показало, что для этого требуется определенная «атмосфера» и окружающая среда, и оно не будет жизнеспособным на астероиде. ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080022947.pdf
О, я этого не знал
Также обратите внимание, что потребность в кислороде / отверждении была причиной того, что в эксперименте «Биосфера 2» произошли потери кислорода, которые убили бы исследователей, если бы не было принято решение допустить дополнительный кислород в «герметичную» среду.
@WhatRoughBeast Расскажите о законе непредвиденных последствий. У вас есть ссылка на это?
@JustinThyme - Google Биосфера 2 кислород. См., например, biology.kenyon.edu/slonc/bio3/2000projects/carroll_d_walker_e/…
@WhatRoughBeast интересно. Спасибо.

Не бетон. Пикрет .

Пикрит представляет собой замороженный композитный материал, первоначально состоящий примерно из 14 процентов опилок или какой-либо другой формы древесной массы (например, бумаги) и 86 процентов льда по весу (6 к 1 по весу). Во время Второй мировой войны Джеффри Пайк предложил его в качестве кандидата на создание авианосца большого размера для британского Королевского флота. Пикрит обладает необычными свойствами, в том числе относительно медленной скоростью плавления из-за его низкой теплопроводности, а также значительно улучшенной прочностью и ударной вязкостью по сравнению с обычным льдом. Эти физические свойства могут сделать материал сопоставимым с бетоном, если материал хранится в замороженном виде.

На астероидах легко найти лед и другие замерзшие вещества; клатраты метана, немного CO2; все это хорошее кометное мясо. А у тебя камни.

Чтобы сделать космический пикрит, расплавьте камни и скрутите их в каменную вату — длинный, нитевидный, волокнистый пух. Это должно быть намного проще в низкой гравитации, чем здесь - просто осторожно вращайте расплав и дайте поработать центробежной силе.
Каменная вата заменит древесину. Вокруг этого волокнистого каркаса теперь добавьте суспензию любого льда, который у вас есть, и дайте ему снова замерзнуть. Пока они холодные, они сохранят свою форму.

Космический пайкрит не годится для изготовления кроватей и шкафов, но для структурных применений в космосе этот материал должен быть превосходным. Один из лучших «Разрушителей легенд» включает в себя лодку из пикрита, которую они выводят на воду. Основная проблема с настоящим пикритом заключается в том, что его предпочтительные температурные диапазоны не сильно совпадают с нашими. В космосе переохлаждение должно быть менее проблематичным.

эта концепция вдохновила на создание небольшой художественной виньетки. ВБ не любит прозаические рассказы в ответ так это на беллетристику. https://www.fictionpress.com/s/3334555/1/Pykrete-and-space-cats

Пикрит действительно был бы хорошим кандидатом на создание инфраструктуры на поверхности астероида. Я имею в виду конструктивные основания для антенн, пилоны для маяков, дороги и тому подобное. Однако сублимация в вакууме может быть проблемой. Без атмосферы было бы минимальное давление пара. Та же проблема с серобетоном. Наверное, надо было чем-то покрыть.
@Willk В своих вещах я обычно использую Pykrete для интерьеров и квартир. Это хорошая замена дереву.
@CelestialDragonEmperor - Google не помог мне со Stuffens, за исключением Doc Mc. Кто они такие?
@JustinThyme - я где-то читал, что сублимация становится проблемой для ледяных тел только при определенной близости к солнцу. Вот как кометы могут сохраняться — они сублимируют из своего материала только тогда, когда приближаются к нам, а в остальное время — нет. Но если вы были достаточно близко, чтобы сублимация была проблемой, вы могли бы покрыть его отражающей фольгой или распылить на слой покрытия.

Короткий ответ будет «нет»; Портландцемент по существу представляет собой известняк (осадочный кристалл карбоната кальция), которого, вероятно, будет не хватать в поясе астероидов. Даже если бы у вас был значительный запас материала, отсутствие существенной гравитации, скорее всего, помешало бы такому плану. Построить что-то в космосе, не имеющее жесткой конструкции, было бы… сложно. Возможно, вы могли бы изготовить из него заранее секции и вывести их на орбиту, но это будет планетарное усилие; по сути, кирпичная кладка, причем кирпичи поступают «откуда-то». Предложение Грифона могло бы сработать с вариацией — каким-то молотым металлическим порошком, который можно было бы использовать в качестве мощного источника энергии для быстрого «мгновенного плавления» металлической пены, но вы

И я неправильно понял вопрос, конечно. Тем не менее, найти правильный тип карбоната кальция в том, что мы знаем как астероиды, по-прежнему будет непростой задачей.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Lunarcrete Рецепт, в основном идентичный Lunarcrete, — это то, что вам нужно. Теперь дополнительным бонусом является добавление мочевины (вы все равно выбрасываете ее при переработке мочи), и вы получаете бетон, который крепче, чем современный бетон, и становится прочнее по мере старения (примером бетона с использованием мочевины может быть римский бетон). Вот статью, которую я недавно прочитал на эту тему: https://www.google.com/amp/s/www.bbc.com/news/amp/world-africa-45978942

Примечание: мочевине нужен солнечный свет, чтобы начать химическую реакцию.

Можно ли сделать астероидный бетон?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v