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“以铝代钢”——这个精致的混凝土小长椅轰动了世界!

有545人浏览 日期:2019-10-15放大字体  缩小字体

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 10月3日,海德鲁业官网发布一则消息:在挪威特隆赫姆贸易博览会上,推出全球首款铝增强混凝土长椅结构件。这个简单、时尚的混凝土长椅,引发世界轰动。

在混凝土结构件中,钢材是公认的加固材料,而不会选择铝,原因是普通混凝土的pH值呈强碱性(高pH值),以至于铝会受到腐蚀。

但想象一下,如果这不是铝的“错”,而是水泥的“错”。一位富有创造力的研究人员敢于发问,并决定发明一种碱性地低的新型混凝土。

几年后的事实证明,这种新的混凝土除了适用于铝加固外,还具有许多与环境和质量相关的令人惊讶的显著优势,这可以彻底改变混凝土行业:新型混凝土的生产过程中,能源消耗和二氧化碳排放量明显减少;使混凝土结构更薄(混凝土体积更小);混凝土免维护;在应用过程中,这种新型混凝土甚至可以从环境中吸收和储存二氧化碳。

用铝而不是钢加固混凝土,为什么能带来如此显著的好处?

钢具有较强的强度,是一种直观的加固件,但是,钢存在一些固有的弱点。钢在与海水和空气中的二氧化碳接触时会腐蚀。事实上,钢筋必须覆盖更密集和更厚的混凝土,以保护钢筋本身接触空气和水!

如果空气和水接触到钢材,钢材遭受腐蚀,混凝土就会开裂。因此,今天常见的混凝土结构,只有在混凝土能够保护钢材不受外界影响的情况下才能持久。

而铝则不同。铝有一种天然的氧化物“膜”,可以保护属不受腐蚀,所以它比钢更能抵御空气和海水的侵蚀。这就是为什么不需要用如此稠密的混凝土来保护钢筋,也不需要厚厚的覆盖物。采用铝固件的混凝土结构,可以使混凝土重量更小,设计可能性更广泛,同时可延长产品的寿命以及更少的维护成本。

采用铝加固混凝土时,可使用粘结剂(而钢材则不能承受),与传统水泥熟料相比,粘结剂的二氧化碳排放量要少得多。大量的水泥(约55%)被普通的粘土和其它不像水泥熟料那样分解二氧化碳的粘合剂所取代,并在较低的温度下燃烧(产生)。实际上,燃烧温度为850度,而不是1450度。因此,这将减少大量的能源需求和二氧化碳排放。

这种新混凝土还有辅助的环境效益。如果需要,它甚至可以用海水混合来制备,这在淡水资源有限的地方是一个巨大的优势。

Harald Justnes教授来自Trondheim的SINTEF,他提出了一个不太可能的问题:是否有可能制造出一种新的、碱性降低的混凝土,从而使用铝而不是钢来加固混凝土成为可能。

为此,Harald Justnes教授获得了一个完整的研究项目DARE2C。该项目由海德鲁铝业公司作为项目管理方,同时涵盖了NTNU、 SINTEF、水泥生产商Norcem (Heidelberg)以及承包商Veidekke和Overhalla Betongbygg。另外,DARE2C项目还得到了挪威研究委员会(Norwegian Research Council)不可或缺的支持。

两年后,新的混凝土配方已经进行了微调,并用铝增强材料进行了测试--结果如此令人鼓舞,以至于在研究项目进行到一半时,人们就认为新的混凝土将成为现实。

DARE2C(读作“Dare-to-See,勇敢正视)代表“环境友好型耐用铝增强的混凝土结构件”。这款产品,除了听起来悦耳、寓意勇气之外,铝材带来的一系列好处也至关重要。

经过诸多繁忙的夏季周,研发团队终于设计出该款混凝土长椅,并由OverhallaBetongbygg浇铸。2019年8月,在Trondheim举办的AquaNOR展览会上,该产品首次展出。

这个椅子是由原生铝制备的,而研究项目的一个重要目标是使用回收铝。

汽车用铝发动机缸体是一个应用案例,由于未来对内燃机车的发动机缸体的需求将会减少,使用从废缸体中回收的废铝作为混凝土中的增强材料,可能是一个合适的选择,甚至可以进一步改善新混凝土结构的气候足迹。使用回收铝是DARE2C概念的主要优势之一。

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