TEDxDelft
Erik Schlangen: A "self-healing" asphalt
Erik Schlangen: 'Zelfhelend' asfalt
Filmed:
Readability: 3.1
1,041,208 views
Geasfalteerde wegen zijn mooi om naar te kijken, maar ze zijn snel beschadigd en de reparatie is duur. Erik Schlangen toont een nieuw type poreus asfalt, gemaakt van eenvoudige materialen, met een verbluffend kenmerk: als het gescheurd is, kan je het 'helen' met inductieverhitting. (Gefilmd op TEDxDelft.)
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneer
Erik Schlangen is a civil engineer and pioneer of experimental micromechanics, who focuses on making industrial materials more durable. Full bio
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
(Hammer)
0
37295
2824
(Gehamer)
00:59
(Laughter)
1
43184
4034
(Gelach)
01:19
(Microwave beeps) (Laughter)
2
64076
5924
(De magnetron piept) (Gelach)
01:31
You probably all agree with me
3
75696
2025
Jullie zullen het
allemaal met me eens zijn
allemaal met me eens zijn
01:33
that this is a very nice road.
4
77721
2775
dat dit een erg mooie weg is.
01:36
It's made of asphalt,
5
80496
2159
Hij is gemaakt van asfalt.
01:38
and asphalt is a very nice material to drive on,
6
82655
3234
Asfalt is prima materiaal
om op te rijden,
om op te rijden,
01:41
but not always, especially not on these days as today,
7
85889
4134
maar niet altijd, zeker niet op dagen zoals vandaag,
01:45
when it's raining a lot.
8
90023
1851
wanneer het veel regent.
01:47
Then you can have a lot of splash water in the asphalt.
9
91874
2948
Dan krijg je veel watergladheid op het asfalt.
01:50
And especially if you then ride with your bicycle,
10
94822
2294
Vooral als je op je fiets rijdt
01:53
and pass these cars, then that's not very nice.
11
97116
3945
en langs de auto's fietst,
is het niet zo leuk.
is het niet zo leuk.
01:56
Also, asphalt can create a lot of noise.
12
101061
3110
Asfalt kan ook een hoop lawaai veroorzaken.
02:00
It's a noisy material,
13
104171
1614
Het is lawaaierig materiaal.
02:01
and if we produce roads like in the Netherlands,
14
105785
2444
Als we wegen maken zoals in Nederland,
02:04
very close to cities, then we would like a silent road.
15
108229
4132
erg dicht bij de steden,
dan verkiezen we een stille weg.
dan verkiezen we een stille weg.
02:08
The solution for that is to make roads
16
112361
3269
De oplossing hiervoor is om wegen te maken
02:11
out of porous asphalt.
17
115630
2177
van poreus asfalt.
02:13
Porous asphalt, a material that we use now
18
117807
1991
Dat is een nieuw materiaal
dat we nu gebruiken
dat we nu gebruiken
02:15
in most of the highways in the Netherlands,
19
119798
2959
in de meeste snelwegen in Nederland.
02:18
it has pores and water can just rain through it,
20
122757
3444
Het heeft poriën
waar water zo doorheen kan regenen,
waar water zo doorheen kan regenen,
02:22
so all the rainwater will flow away to the sides,
21
126201
2901
zodat al het regenwater
weg zal vloeien naar de zijkanten,
weg zal vloeien naar de zijkanten,
02:25
and you have a road that's easy to drive on,
22
129102
2089
en je een weg hebt die goed berijdbaar is,
02:27
so no splash water anymore.
23
131191
1930
dus zonder watergladheid.
02:29
Also the noise will disappear in these pores.
24
133121
3162
Ook zal het geluid
in deze poriën verdwijnen.
in deze poriën verdwijnen.
02:32
Because it's very hollow, all the noise will disappear,
25
136283
3023
Omdat het erg hol is,
verdwijnt al het geluid,
verdwijnt al het geluid,
02:35
so it's a very silent road.
26
139306
2588
dus is het een erg stille weg.
02:37
It also has disadvantages, of course,
27
141894
3545
Het heeft natuurlijk ook nadelen.
02:41
and the disadvantage of this road is that raveling can occur.
28
145439
4162
Deze weg kan afbrokkelen.
02:45
What is raveling? You see that in this road
29
149601
2925
Wat is afbrokkelen?
Je ziet dat op deze weg
Je ziet dat op deze weg
02:48
that the stones at the surface come off.
30
152526
2621
de bovenste stenen loskomen.
02:51
First you get one stone, then several more,
31
155147
5278
Eerst laat er één steen los, dan wat meer,
02:56
and more and more and more and more,
32
160425
1742
en meer en meer en meer en meer,
02:58
and then they -- well, I will not do that. (Laughter)
33
162167
3567
en dan -- nou, dat doe maar ik. (Gelach)
03:01
But they can damage your windshield,
34
165734
2914
Maar ze kunnen je voorruit beschadigen,
03:04
so you're not happy with that.
35
168648
1790
dus daar ben je niet blij mee.
03:06
And finally, this raveling can also lead to more and more damage.
36
170438
3990
Dit afbrokkelen kan ook leiden tot meer schade.
03:10
Sometimes you can create potholes with that.
37
174428
2616
Soms kun je er kuilen mee maken.
03:12
Ha. He's ready.
38
177044
4061
Ha. Klaar!
03:17
Potholes, of course, that can become a problem,
39
181105
3185
Kuilen kunnen een probleem worden,
03:20
but we have a solution.
40
184290
1543
maar we hebben een oplossing.
03:21
Here you see actually how the damage appears in this material.
41
185833
3258
Hier zie je hoe de schade
in dit materiaal ontstaat.
in dit materiaal ontstaat.
03:24
It's a porous asphalt, like I said, so you have only
42
189091
2000
Het is poreus asfalt,
dus je hoeft slechts
dus je hoeft slechts
03:26
a small amount of binder between the stones.
43
191091
2772
een beetje bindmiddel te hebben
tussen de stenen.
tussen de stenen.
03:29
Due to weathering, due to U.V. light, due to oxidation,
44
193863
3319
Door het weer, UV-straling en oxidatie,
03:33
this binder, this bitumen,
45
197182
2728
zal dit bindmiddel, dit bitumen,
03:35
the glue between the aggregates is going to shrink,
46
199910
2673
de lijm tussen het toeslagmateriaal,
gaan krimpen.
gaan krimpen.
03:38
and if it shrinks, it gets micro-cracks,
47
202583
1945
Als het krimpt,
onstaan er micro-scheurtjes
onstaan er micro-scheurtjes
03:40
and it delaminates from the aggregates.
48
204528
1722
en komen ze los van het toeslagmateriaal.
03:42
Then if you drive over the road, you take out the aggregates --
49
206250
2560
Als je dan over de weg rijdt,
maak je het toeslagmateriaal los,
maak je het toeslagmateriaal los,
03:44
what we just saw here.
50
208810
2996
wat we daarnet zagen.
03:47
To solve this problem, we thought of self-healing materials.
51
211806
3814
Om dit probleem op te lossen,
bedachten we zelfhelend materiaal.
bedachten we zelfhelend materiaal.
03:51
If we can make this material self-healing,
52
215620
2661
Als we dit materiaal
zelfhelend kunnen maken,
zelfhelend kunnen maken,
03:54
then probably we have a solution.
53
218281
3193
hebben we wellicht een oplossing.
03:57
So what we can do is use steel wool just to clean pans,
54
221474
4594
We gebruiken staalwol,
zoals om pannen schoon te maken.
zoals om pannen schoon te maken.
04:01
and the steel wool we can cut in very small pieces,
55
226068
3485
Dat snijden we in hele kleine stukjes.
04:05
and these very small pieces we can mix to the bitumen.
56
229553
3904
Die kleine stukjes vermengen we
met het bitumen.
met het bitumen.
04:09
So then you have asphalt
57
233457
1745
Nu heb je asfalt
04:11
with very small pieces of steel wool in it.
58
235202
3067
met kleine stukjes staalwol erin.
04:14
Then you need a machine, like you see here,
59
238269
2791
Dan heb je een toestel nodig,
zoals je hier ziet,
zoals je hier ziet,
04:16
that you can use for cooking -- an induction machine.
60
241060
3139
die je kan gebruiken om te koken --
een inductietoestel.
een inductietoestel.
04:20
Induction can heat, especially steel; it's very good at that.
61
244199
4049
Inductie kan opwarmen, vooral staal.
Dat doet het erg goed.
Dat doet het erg goed.
04:24
Then what you do is you heat up the steel,
62
248248
2682
Dan warm je het staal op,
04:26
you melt the bitumen,
63
250930
1491
je smelt het bitumen,
04:28
and the bitumen will flow into these micro-cracks,
64
252421
2566
dat in de microscheurtjes terechtkomt,
04:30
and the stones are again fixed to the surface.
65
254987
3207
waardoor de stenen weer
aan het oppervlak vastzitten.
aan het oppervlak vastzitten.
04:34
Today I use a microwave because I cannot take
66
258194
3962
Vandaag gebruik ik een microgolfoven
omdat het grote inductietoestel
niet op het podium past.
omdat het grote inductietoestel
niet op het podium past.
04:38
the big induction machine here onstage.
67
262156
2237
Vandaag gebruik ik een microgolfoven
omdat het grote inductietoestel
niet op het podium past.
omdat het grote inductietoestel
niet op het podium past.
04:40
So a microwave is a similar system.
68
264393
2880
Een microgolfoven lijkt erop.
04:43
So I put the specimen in, which I'm now going to take out
69
267273
3645
Ik zette het specimen erin
en haal het er nu uit
en haal het er nu uit
04:46
to see what happened.
70
270918
3252
om te bekijken wat er is gebeurd.
04:50
So this is the specimen coming out now.
71
274170
2493
Hier komt het specimen.
04:52
So I said we have such an industrial machine in the lab
72
276663
4393
We hebben dus een industrieel toestel in het lab,
04:56
to heat up the specimens.
73
281056
2272
om de specimens op te warmen.
04:59
We tested a lot of specimens there,
74
283328
2090
We hebben een hoop specimens getest.
05:01
and then the government, they actually saw our results,
75
285418
3175
De overheid zag onze resultaten en dacht:
05:04
and they thought, "Well, that's very interesting. We have to try that."
76
288593
3950
"Dat is interessant.
Dat moeten we uitproberen."
Dat moeten we uitproberen."
05:08
So they donated to us a piece of highway,
77
292543
2316
Dus schonken ze ons een stuk snelweg,
05:10
400 meters of the A58, where we had to make
78
294859
3487
400 meter op de A58,
waar we een teststrook maakten
waar we een teststrook maakten
05:14
a test track to test this material.
79
298346
2510
voor dit materiaal.
05:16
So that's what we did here. You see where we were making the test road,
80
300856
3532
Hier zie je ons terwijl we
de teststrook klaarmaken.
de teststrook klaarmaken.
05:20
and then of course this road will last several years
81
304388
4498
Deze weg zal het meerdere jaren uithouden
05:24
without any damage. That's what we know from practice.
82
308886
3288
zonder schade.
Dat weten we uit de praktijk.
Dat weten we uit de praktijk.
05:28
So we took a lot of samples from this road
83
312174
2779
Dus namen we een hoop stalen van deze weg
05:30
and we tested them in the lab.
84
314953
2269
en testten we ze in het lab.
05:33
So we did aging on the samples,
85
317222
2917
We verouderden de stalen,
05:36
did a lot of loading on it, healed them with our induction machine,
86
320139
3612
belastten ze, heelden ze
met ons inductietoestel,
met ons inductietoestel,
05:39
and healed them and tested them again.
87
323751
2826
heelden ze en testten ze opnieuw.
05:42
Several times we can repeat that.
88
326577
1904
Dat doen we verschillende keren.
05:44
So actually, the conclusion from this research is that
89
328481
2225
De conclusie van dit onderzoek:
05:46
if we go on the road every four years
90
330706
3318
als we om de 4 jaar op weg gaan
05:49
with our healing machine -- this is the big version
91
334024
2880
met onze helingsmachine --
dit is de grote versie
dit is de grote versie
05:52
we have made to go on the real road --
92
336904
1905
die we gemaakt hebben
om de echte weg op te gaan --
om de echte weg op te gaan --
05:54
if we go on the road every four years
93
338809
1870
als we om de 4 jaar op weg gaan,
05:56
we can double the surface life of this road,
94
340679
3750
dan verdubbelen we
de oppervlaktetijd van deze weg.
de oppervlaktetijd van deze weg.
06:00
which of course saves a lot of money.
95
344429
2177
Dat bespaart een hoop geld.
06:02
Well, to conclude, I can say
96
346606
2177
Mijn besluit is
06:04
that we made a material
97
348783
2756
dat we een materiaal hebben gemaakt,
06:07
using steel fibers, the addition of steel fibers,
98
351539
3780
door staalvezels toe te voegen,
06:11
using induction energy to really
99
355319
2509
met inductie-energie,
06:13
increase the surface life of the road,
100
357828
2667
om het oppervlakteleven van de weg te verhogen,
06:16
double the surface life you can even do,
101
360495
1750
of zelfs te verdubbelen,
dat is haalbaar.
dat is haalbaar.
06:18
so it will really save a lot of money with very simple tricks.
102
362245
3664
Dit zal veel geld besparen
met simpele middelen.
met simpele middelen.
06:21
And now you're of course curious if it also worked.
103
365909
3473
Je wil nu natuurlijk graag weten
of het ook werkte.
of het ook werkte.
06:25
So we still have the specimen here. It's quite warm.
104
369382
3103
Hier is het specimen.
Het is erg heet.
Het is erg heet.
06:28
Actually, it still has to cool down first
105
372485
2579
Het moet eerst afkoelen
06:30
before I can show you that the healing works.
106
375064
2340
voor ik kan tonen dat het helen werkt.
06:33
But I will do a trial.
107
377404
2868
Maar ik zal een test doen.
06:36
Let's see. Yeah, it worked.
108
380272
2759
Even kijken.
Ja, het werkt.
Ja, het werkt.
06:38
Thank you.
109
383031
1350
Hartelijk dank.
06:40
(Applause)
110
384381
5416
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Erik Schlangen - Experimental micromechanics pioneerErik 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.
Erik Schlangen | Speaker | TED.com