(來自:Swinburne University)
如果將巨大的重量均勻分布在混凝土柱面上,材料就會(huì)不會(huì)發(fā)生肉眼可見的形變。但若將壓力集中到支柱的中心點(diǎn),混凝土就會(huì)相對較快地彎曲、甚至被折斷。
這是因?yàn)?,雖然混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度,但又留下了抗拉強(qiáng)度較低的短板。有鑒于此,過去幾十年里,研究人員一直沒有停下對混凝土抗拉特性的改進(jìn)。
此外,在混凝土的生產(chǎn)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(huì)造成大量的污染。
普通混凝土“硬而易折”
這是因?yàn)?,水泥的生產(chǎn)需要高溫,此過程消耗了大量的能源,并排放了巨量的溫室氣體。
雖然現(xiàn)在已經(jīng)有抗拉強(qiáng)度較好的新型混凝土,但它們并未徹底放棄對水泥這一配方的使用。
研究團(tuán)隊(duì)稱,其開發(fā)的新型混凝土,主要原材料是粉煤灰之類的工業(yè)廢品(燃煤電廠的空氣污染源之一)。
并且由于這種質(zhì)地的聚合物復(fù)合材料可以在室溫下固化,因此制造過程也會(huì)更加環(huán)保。
此前,這種替代工藝也被用于常規(guī)混凝土的制作。不過現(xiàn)在,其已在可彎折混凝土產(chǎn)品中得到主力應(yīng)用。
Bendable cement-free concrete(via)
研究通訊作者 Behzad Nematollahi 表示:“新型混凝土生產(chǎn)過程可減少約 36% 的能源消耗,同時(shí)二氧化碳減排高達(dá) 76%”。
實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果表明,在具有相似強(qiáng)度的同時(shí),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(xiàn)了破裂,混合物中的微小聚合纖維也可以確保不會(huì)碎裂。取而代之的是在張力下繼續(xù)保持強(qiáng)力,并出現(xiàn)多個(gè)細(xì)小的裂縫。
展望未來,這種新型混凝土可在地震多發(fā)等地區(qū)使用,使之能夠承受常規(guī)的震動(dòng),而又不至于在震后被發(fā)現(xiàn)減弱了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《建筑與建筑材料》(Construction and Building Materials)期刊上。
原標(biāo)題為:《Micromechanics-based investigation of a sustainable ambient temperature cured one-part strain hardening geopolymer composite》。
(轉(zhuǎn)載自cnBeta)