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约翰·奥斯本
一些大约2000年前建造的混凝土建筑仍然保存了下来。
Matmatch是一个在线搜索引擎,可以让工程师们比较不同材料的性能。Matmatch的材料科学专家本杰明·斯塔福德博士解释说,“从技术上讲,罗马人是第一个使用自修复混凝土的人,他们使用凝灰岩和一种含有火山灰、生石灰和水的石灰砂浆。
“混合物中的化学物质和水(通过裂缝进入)之间的‘离子’反应导致铝硅酸钙的生长,填补了裂缝。例如,罗马的万神殿就使用了这种方法。”
然而,许多现代工程师因为别无选择,仍然采用传统的方法,即修复损坏的混凝土。在未来,应用能够减少维护成本和时间的自我修复特性的概念仍然是新颖的,但具有巨大的潜力。
根据美国建筑公司Fieldlens的说法,“混凝土在遇到水、风、压力和压力时就会开始坍塌。目前处理结构不稳定的方法是替换或修复它。但如果你所要做的只是加一点水呢?
“一种新型智能混凝土在独立的豆荚中含有休眠的细菌孢子和乳酸钙。当这些吊舱与水接触时,它们就会形成石灰石,填补裂缝并加固混凝土。据估计,自修复混凝土无需修复,可节省混凝土寿命成本的50%。”
为混凝土协会工作的理查德·巴恩斯博士不同意这种观点:“混凝土在遇到水、风或其设计能力范围内的压力时很少会崩溃(请注意有2000年历史的万神殿混凝土屋顶)。然而,钢筋混凝土内部的钢筋可能会腐蚀,这是一种膨胀反应,可能会损坏混凝土。”
他补充说:“虽然已经进行了将细菌放入混凝土中以帮助愈合裂缝的研究,但混凝土已经有能力自行愈合细微裂缝。晶体外加剂多年来一直可用,可以增强这种自愈能力。”
Frost & Sullivan咨询公司的分析师Isaac Premsingh和同事Khadija Afia Allapitchai在一次网络研讨会上说:“荷兰代尔夫特理工大学的研究人员已经开发出了自我修复的‘生物’混凝土。混凝土与乳酸钙和细菌混合,细菌可以保持休眠长达200年。
“当生物混凝土中出现裂缝,水开始渗入,细菌就被激活了。它们消耗乳酸钙,开始产生石灰石,这是一种可以愈合裂缝的副产品。”
这是一项有趣的技术,但通常建筑材料只能按照国际标准使用。
“基于生物的自修复混凝土是一种非常新的材料,标准的制定需要时间,”斯塔福德说。
另一个重要的考虑因素是成本。“自愈混凝土的一个潜在缺点是,”斯塔福德说,“添加细菌和吸水聚合物可能会提高成本,使其无法用于需要大量材料的项目。
考虑使用自愈混凝土的工程师应该与传统混凝土相比,评估其功能和成本。“我想它更有可能被用于更大、更昂贵的项目,但前提是它的长期安全性得到了彻底的证明。”
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