混凝土坚硬的另一面,就是缺乏抗弯曲特性。
凭借令人难以置信的强度,混凝土在全球建筑行业得到了广泛的应用。遗憾的是,混凝土坚硬的另一面,就是缺乏抗弯曲特性。好消息是,斯威本大学的研究人员,已经开发出了一种新型混凝土。其不仅能够减少碳足迹(无需通过水泥来制造),还拥有更出色的可弯曲特性。
如果将巨大的重量均匀分布在混凝土柱面上,材料就会不会发生肉眼可见的形变。但若将压力集中到支柱的中心点,混凝土就会相对较快地弯曲、甚至被折断。
这是因为,虽然混凝土具有较高的抗压强度,但又留下了抗拉强度较低的短板。有鉴于此,过去几十年里,研究人员一直没有停下对混凝土抗拉特性的改进。
此外,在混凝土的生产过程中,作为将湿混合物维持到一起的“特殊胶水”的水泥,又会造成大量的污染。
这是因为,水泥的生产需要高温,此过程消耗了大量的能源,并排放了巨量的温室气体。
虽然现在已经有抗拉强度较好的新型混凝土,但它们并未彻底放弃对水泥这一配方的使用。
研究团队称,其开发的新型混凝土,主要原材料是粉煤灰之类的工业废品(燃煤电厂的空气污染源之一)。
并且由于这种质地的聚合物复合材料可以在室温下固化,因此制造过程也会更加环保。
此前,这种替代工艺也被用于常规混凝土的制作。不过现在,其已在可弯折混凝土产品中得到主力应用。
研究通讯作者 Behzad Nematollahi 表示:“新型混凝土生产过程可减少约 36% 的能源消耗,同时二氧化碳减排高达 76%”。
实验室测试结果表明,在具有相似强度的同时,这种新型混凝土的抗拉特性是普通混凝土的约 400 倍。
即便新材料最终出现了破裂,混合物中的微小聚合纤维也可以确保不会碎裂。取而代之的是在张力下继续保持强力,并出现多个细小的裂缝。
展望未来,这种新型混凝土可在地震多发等地区使用,使之能够承受常规的震动,而又不至于在震后被发现减弱了结构强度。
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