ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com
TEDxDelft

Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt

Erik Schlangen: En "selv-helende" asfalt

Filmed:
1,041,208 views

Asfalterede veje er pæne at kigge på, men de bliver nemt ødelagt og bekostelige at reparere. Erik Schlangen demonstrerer en ny type porøs asfalt lavet af simple materialer med en forbløffende egenskab: Når den slår revner, kan den "heles" af induktions opvarmning. (Filmet ved TEDxDelft.)
- Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:53
(HammerHammer)
0
37295
2824
(Hammer)
00:59
(LaughterLatter)
1
43184
4034
(Latter)
01:19
(MicrowaveMikroovn beepsbip) (LaughterLatter)
2
64076
5924
(Mikroovn bipper) (Latter)
01:31
You probablysandsynligvis all agreeenig with me
3
75696
2025
I er sikkert alle enige med mig i
01:33
that this is a very nicepæn roadvej.
4
77721
2775
at dette er en meget fin vej.
01:36
It's madelavet of asphaltasfalt,
5
80496
2159
Den er lavet af asfalt,
01:38
and asphaltasfalt is a very nicepæn materialmateriale to drivekøre on,
6
82655
3234
og asfalt er et meget fint materiale at køre på,
01:41
but not always, especiallyisær not on these daysdage as todayi dag,
7
85889
4134
men ikke altid, specielt ikke på dage som i dag,
01:45
when it's rainingregner a lot.
8
90023
1851
når det regner meget.
01:47
Then you can have a lot of splashplaske watervand in the asphaltasfalt.
9
91874
2948
Så kan man have mange vandpytter på asfalten.
01:50
And especiallyisær if you then rideride with your bicyclecykel,
10
94822
2294
Og specielt hvis man så kører på sin cykel,
01:53
and passpassere these carsbiler, then that's not very nicepæn.
11
97116
3945
og passerer disse biler, så er det ikke særlig rart.
01:56
AlsoOgså, asphaltasfalt can createskab a lot of noisestøj.
12
101061
3110
Og så kan asfalt skabe meget støj.
02:00
It's a noisystøjende materialmateriale,
13
104171
1614
Det er et meget støjende materiale,
02:01
and if we producefremstille roadsveje like in the NetherlandsHolland,
14
105785
2444
og hvis vi producerer veje som i Holland,
02:04
very closetæt to citiesbyer, then we would like a silentstille roadvej.
15
108229
4132
meget tæt på byerne, så vil vi gerne have en stille vej.
02:08
The solutionløsning for that is to make roadsveje
16
112361
3269
Løsningen på dette er at lave veje
02:11
out of porousporøs asphaltasfalt.
17
115630
2177
af porøs asfalt.
02:13
PorousPorøse asphaltasfalt, a materialmateriale that we use now
18
117807
1991
Porøs asfalt, et materiale vi nu bruger
02:15
in mostmest of the highwaysmotorveje in the NetherlandsHolland,
19
119798
2959
i de fleste motorveje i Holland,
02:18
it has poresporer and watervand can just rainregn throughigennem it,
20
122757
3444
der er porer i og vandet kan regne lige igennem det,
02:22
so all the rainwaterregnvand will flowflyde away to the sidessider,
21
126201
2901
så al regnvandet vil flyde væk til siderne,
02:25
and you have a roadvej that's easylet to drivekøre on,
22
129102
2089
og man har en vej der er nem at køre på,
02:27
so no splashplaske watervand anymorelængere.
23
131191
1930
så der er ikke vandpytter mere.
02:29
AlsoOgså the noisestøj will disappearforsvinde in these poresporer.
24
133121
3162
Støjen vil også forsvinde ned i disse porer.
02:32
Because it's very hollowhule, all the noisestøj will disappearforsvinde,
25
136283
3023
Fordi det er meget hult, vil al støjen forsvinde,
02:35
so it's a very silentstille roadvej.
26
139306
2588
så det er en meget stille vej.
02:37
It alsoogså has disadvantagesulemper, of courseRute,
27
141894
3545
Det har også ulemper, selvfølgelig,
02:41
and the disadvantageulempe of this roadvej is that ravelingraveling can occurforekomme.
28
145439
4162
og ulempen ved denne vej er at der kan ske optrevling.
02:45
What is ravelingraveling? You see that in this roadvej
29
149601
2925
Hvad er optrevling? Man kan se at på denne vej
02:48
that the stonessten at the surfaceoverflade come off.
30
152526
2621
at stenene i overfladen begynder at give slip.
02:51
First you get one stonesten-, then severalflere more,
31
155147
5278
Først er det en sten, og så adskillige derefter,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
og flere og flere og flere og flere,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (LaughterLatter)
33
162167
3567
og så vil de -- jamen, det vil jeg ikke gøre. (Latter)
03:01
But they can damageskade your windshieldforrude,
34
165734
2914
Men de kan beskadige ens forrude,
03:04
so you're not happylykkelig with that.
35
168648
1790
så det er man ikke glad for.
03:06
And finallyendelig, this ravelingraveling can alsoogså leadat føre to more and more damageskade.
36
170438
3990
Og til slut, denne optrevling kan også lede til flere og flere skader.
03:10
SometimesNogle gange you can createskab potholeshuller with that.
37
174428
2616
Nogle gange skaber man huller i vejen med det.
03:12
HaHa. He's readyparat.
38
177044
4061
Ha. Han er klar.
03:17
PotholesHuller, of courseRute, that can becomeblive a problemproblem,
39
181105
3185
Huller i vejen kan, selvfølgelig, blive et problem,
03:20
but we have a solutionløsning.
40
184290
1543
men vi har en løsning.
03:21
Here you see actuallyrent faktisk how the damageskade appearskommer til syne in this materialmateriale.
41
185833
3258
Her ser man faktisk hvordan skaden opstår i dette materiale.
03:24
It's a porousporøs asphaltasfalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Det er porøs asfalt, som jeg sagde, så man har kun
03:26
a smalllille amountbeløb of binderbindemiddel betweenmellem the stonessten.
43
191091
2772
en lille mængde bindemiddel mellem stenene.
03:29
DueDue to weatheringvejrlig, duepå grund to U.V. lightlys, duepå grund to oxidationoxidation,
44
193863
3319
På grund af vejret, på grund af u.v. lyset, på grund af oxidering,
03:33
this binderbindemiddel, this bitumenbitumen,
45
197182
2728
dette bindemiddel, dette bitumen,
03:35
the gluelim betweenmellem the aggregatesaggregater is going to shrinkkrympe,
46
199910
2673
limen mellem elementerne kommer til at krympe,
03:38
and if it shrinkskrymper, it getsfår micro-cracksmikro-revner,
47
202583
1945
og hvis det krymper, kommer der bittesmå revner,
03:40
and it delaminatesdelaminates from the aggregatesaggregater.
48
204528
1722
og det delaminerer fra helheden.
03:42
Then if you drivekøre over the roadvej, you take out the aggregatesaggregater --
49
206250
2560
Når man så kører på vejen, tager man helheden ud --
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
det vi lige så her.
03:47
To solveløse this problemproblem, we thought of self-healingselvreparation materialsmaterialer.
51
211806
3814
For at løse dette problem, tænkte vi på selvhelende materialer.
03:51
If we can make this materialmateriale self-healingselvreparation,
52
215620
2661
Hvis vi kan gøre dette materiale selvhelende,
03:54
then probablysandsynligvis we have a solutionløsning.
53
218281
3193
så har vi muligvis en løsning.
03:57
So what we can do is use steelstål wooluld just to cleanren panspander,
54
221474
4594
Så det vi kan gøre er at bruge ståluld, som det vi bruger til at rense pander med,
04:01
and the steelstål wooluld we can cutskære in very smalllille piecesstykker,
55
226068
3485
og stålulden kan vi skære i meget små stykker,
04:05
and these very smalllille piecesstykker we can mixblande to the bitumenbitumen.
56
229553
3904
og disse meget små stykker kan vi blande ind i bitumen.
04:09
So then you have asphaltasfalt
57
233457
1745
Og så har man asfalt
04:11
with very smalllille piecesstykker of steelstål wooluld in it.
58
235202
3067
med meget små stykker ståluld i.
04:14
Then you need a machinemaskine, like you see here,
59
238269
2791
Så har man brug for en maskine, ligesom I kan se her,
04:16
that you can use for cookingmadlavning -- an inductioninduktion machinemaskine.
60
241060
3139
som man bruger til madlavning -- en induktions maskine.
04:20
InductionInduktion can heatvarme, especiallyisær steelstål; it's very good at that.
61
244199
4049
Induktion kan varme, især stål; det er det rigtig godt til.
04:24
Then what you do is you heatvarme up the steelstål,
62
248248
2682
Det man så gør er at man opvarmer stålet,
04:26
you meltsmelte the bitumenbitumen,
63
250930
1491
man smelter bitumen,
04:28
and the bitumenbitumen will flowflyde into these micro-cracksmikro-revner,
64
252421
2566
og bitumen flyder ned i disse mikro revner,
04:30
and the stonessten are again fixedfast to the surfaceoverflade.
65
254987
3207
og stenene sidder igen fast i overfladen.
04:34
TodayI dag I use a microwavemikroovn because I cannotkan ikke take
66
258194
3962
I dag bruger jeg en mikroovn, fordi jeg ikke kan tage
04:38
the bigstor inductioninduktion machinemaskine here onstagepå scenen.
67
262156
2237
den store induktions maskine med op på scenen.
04:40
So a microwavemikroovn is a similarlignende systemsystem.
68
264393
2880
Men en mikroovn er et lignende system.
04:43
So I put the specimenmodellen in, whichhvilken I'm now going to take out
69
267273
3645
Så jeg lægger prøven ind, som jeg nu tager ud
04:46
to see what happenedskete.
70
270918
3252
for at se hvad hvad der skete.
04:50
So this is the specimenmodellen comingkommer out now.
71
274170
2493
Så dette er prøven der nu kommer ud.
04:52
So I said we have suchsådan an industrialindustriel machinemaskine in the lablab
72
276663
4393
Jeg sagde at vi har sådan en industriel maskine i laboratoriet
04:56
to heatvarme up the specimensprøver.
73
281056
2272
til at varme prøverne med.
04:59
We testedtestet a lot of specimensprøver there,
74
283328
2090
Vi testede mange prøver der,
05:01
and then the governmentregering, they actuallyrent faktisk saw our resultsresultater,
75
285418
3175
og regeringen, de så faktisk vores resultater,
05:04
and they thought, "Well, that's very interestinginteressant. We have to try that."
76
288593
3950
og de tænkte, "Jamen, det er meget interessant. Det skal vi prøve."
05:08
So they donateddoneret to us a piecestykke of highwayhovedvej,
77
292543
2316
Så de donerede et stykke motorvej til os,
05:10
400 metersmeter of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 meter af A58, hvor vi skulle lave
05:14
a testprøve trackspore to testprøve this materialmateriale.
79
298346
2510
et test vejstykke for at teste dette materiale.
05:16
So that's what we did here. You see where we were makingmaking the testprøve roadvej,
80
300856
3532
Så det er det vi gjorde her. Man kan se hvor vi lavede test vejen,
05:20
and then of courseRute this roadvej will last severalflere yearsflere år
81
304388
4498
og så vil denne vej selvfølgelig holde i adskillige år
05:24
withoutuden any damageskade. That's what we know from practiceøve sig.
82
308886
3288
uden nogen skader. Det er det vi ved fra praksis.
05:28
So we tooktog a lot of samplesprøver from this roadvej
83
312174
2779
Så vi tog mange prøver af denne vej
05:30
and we testedtestet them in the lablab.
84
314953
2269
og vi testede dem i laboratoriet.
05:33
So we did agingaldrende on the samplesprøver,
85
317222
2917
Vi aldrede prøverne,
05:36
did a lot of loadinglastning on it, healedhelbredt them with our inductioninduktion machinemaskine,
86
320139
3612
vi belastede dem meget, helede dem med vores induktionsmaskine,
05:39
and healedhelbredt them and testedtestet them again.
87
323751
2826
og helede dem og testede dem igen.
05:42
SeveralFlere timesgange we can repeatgentage that.
88
326577
1904
Det gentog vi adskillige gange.
05:44
So actuallyrent faktisk, the conclusionkonklusion from this researchforskning is that
89
328481
2225
Så faktisk, konklusionen af denne forskning er at
05:46
if we go on the roadvej everyhver fourfire yearsflere år
90
330706
3318
hvis vi tager ud på vejen hvert fjerde år
05:49
with our healinghealing machinemaskine -- this is the bigstor versionversion
91
334024
2880
med vores maskine -- denne meget store version
05:52
we have madelavet to go on the realægte roadvej --
92
336904
1905
vi har lavet til at tage med ud på vejen --
05:54
if we go on the roadvej everyhver fourfire yearsflere år
93
338809
1870
hvis vi tager ud på vejen hvert fjerde år
05:56
we can doubledobbelt the surfaceoverflade life of this roadvej,
94
340679
3750
kan vi fordoble levetiden på vejens overflade,
06:00
whichhvilken of courseRute savessparer a lot of moneypenge.
95
344429
2177
hvilket selvfølgelig sparer en masse penge.
06:02
Well, to concludekonkludere, I can say
96
346606
2177
Jamen, til slut, kan jeg sige
06:04
that we madelavet a materialmateriale
97
348783
2756
at vi lavede et materiale
06:07
usingved brug af steelstål fibersfibre, the additionUd of steelstål fibersfibre,
98
351539
3780
ved at bruge stålfibre, tilføjelsen af stålfibre,
06:11
usingved brug af inductioninduktion energyenergi to really
99
355319
2509
ved at bruge induktions varme til virkelig
06:13
increaseøge the surfaceoverflade life of the roadvej,
100
357828
2667
at forøge vejens overflades levetid,
06:16
doubledobbelt the surfaceoverflade life you can even do,
101
360495
1750
man kan endda fordoble overfladens levetid,
06:18
so it will really saveGemme a lot of moneypenge with very simpleenkel trickstricks.
102
362245
3664
så det vil virkelig spare mange penge med meget simple tricks.
06:21
And now you're of courseRute curiousnysgerrig if it alsoogså workedarbejdet.
103
365909
3473
Og nu er I selvfølgelig også nysgerrige efter om det virkede.
06:25
So we still have the specimenmodellen here. It's quitetemmelig warmvarm.
104
369382
3103
Så vi har stadig en prøve her. Den er temmelig varm.
06:28
ActuallyFaktisk, it still has to coolfedt nok down first
105
372485
2579
Faktisk, den skal stadig køle ned først
06:30
before I can showat vise you that the healinghealing worksarbejder.
106
375064
2340
inden jeg kan vise jer at helingen virker.
06:33
But I will do a trialforsøg.
107
377404
2868
Men jeg vil lave et forsøg.
06:36
Let's see. Yeah, it workedarbejdet.
108
380272
2759
Lad os se. Ja, det virkede.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Tak.
06:40
(ApplauseBifald)
110
384381
5416
(Bifald)

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable.

Why you should listen

Erik Schlangen is a Civil Engineering professor at Delft University of Technology and the Chair of Experimental Micromechanics. His areas of research include durability mechanics and "self-healing" materials, like the asphalt and concrete he and his team have developed that can be repaired with induction. This special asphalt is made with tiny steel wool fibers, which, when heated with induction, extends the life of the material. Currently Schlangen and his team are testing the asphalt on the A58 road near Vilssingen in the Netherlands, with the hope that it can be used in future roads all over the country.

More profile about the speaker
Erik Schlangen | Speaker | TED.com