新型混凝土不含水泥且擁有出色的環保和可彎曲特性
憑藉令人難以置信的強度,混凝土在全球建築行業得到了廣泛的應用。遺憾的是,混凝土堅硬的另一面,就是缺乏抗彎曲特性。好消息是,斯威本大學的研究人員,已經開發出了一種新型混凝土。其不僅能夠減少碳足跡(無需通過水泥來製造),還擁有更出色的可彎曲特性。
(來自:Swinburne University)
如果將巨大的重量均勻分佈在混凝土柱面上,材料就會不會發生肉眼可見的形變。但若將壓力集中到支柱的中心點,混凝土就會相對較快地彎曲、甚至被折斷。
這是因為,雖然混凝土具有較高的抗壓強度,但又留下了抗拉強度較低的短板。有鑑於此,過去幾十年裡,研究人員一直沒有停下對混凝土抗拉特性的改進。
此外,在混凝土的生產過程中,作為將濕混合物維持到一起的“特殊膠水”的水泥,又會造成大量的污染。
普通混凝土“硬而易折”
這是因為,水泥的生產需要高溫,此過程消耗了大量的能源,並排放了巨量的溫室氣體。
雖然現在已經有抗拉強度較好的新型混凝土,但它們並未徹底放棄對水泥這一配方的使用。
研究團隊稱,其開發的新型混凝土,主要原材料是粉煤灰之類的工業廢品(燃煤電廠的空氣污染源之一)。
並且由於這種質地的聚合物複合材料可以在室溫下固化,因此製造過程也會更加環保。
此前,這種替代工藝也被用於常規混凝土的製作。不過現在,其已在可彎折混凝土產品中得到主力應用。
Bendable cement-free concrete(via)
研究通訊作者Behzad Nematollahi 表示:“新型混凝土生產過程可減少約36% 的能源消耗,同時二氧化碳減排高達76%”。
實驗室測試結果表明,在具有相似強度的同時,這種新型混凝土的抗拉特性是普通混凝土的約400 倍。
即便新材料最終出現了破裂,混合物中的微小聚合纖維也可以確保不會碎裂。取而代之的是在張力下繼續保持強力,並出現多個細小的裂縫。
展望未來,這種新型混凝土可在地震多發等地區使用,使之能夠承受常規的震動,而又不至於在震後被發現減弱了結構強度。
有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《建築與建築材料》(Construction and Building Materials)期刊上。
原標題為:《Micromechanics-based investigation of a sustainable ambient temperature cured one-part strain hardening geopolymer composite》。