身段「柔軟」更抗震,澳洲環保混凝土彎曲強度提高 400 倍

作者 | 發布日期 2020 年 03 月 05 日 13:17 | 分類 材料、設備 , 環境科學 Telegram share ! follow us in feedly


為人們擋下各種風吹日曬雨打,混凝土可說是世上用量最廣的建築材料,硬度強又可塑性高,更兼具堅固耐用、原料廣與製作簡單等優勢,不過對於建築用料來說,好還可以再更好,最近澳洲科學家將廢棄物搖身一變成環保混凝土,同樣地堅固耐用,但還增益「柔軟」優勢,防震效果或許略勝一籌。

一般來說,混凝土是由水泥、水、粗骨材、細骨材以及摻料組成,依照其組成成分比例的不同,會有不同的性質,雖然堅固耐用,但跟陶瓷、玻璃一樣也是種脆性材料,有時候看到牆壁上一道道的裂痕,難免會心慌,地震、爆炸時引起的脆性破壞(brittle fracture)更有可能會讓建築倒塌。

對此,澳洲斯威本理工大學(Swinburne University of Technology)數位化建設與混凝土實驗室副主任 Behzad Nematollahi 表示,混凝土是人們僅次水的第二大消耗品,因此混凝土的品質對建築物、橋梁、隧道等基礎設施的彈性非常重要。同時團隊也認為,製造混凝土的碳足跡相當可觀。

該澳洲團隊覺得研發更有彈性、也更加環保的混凝土,他們全新的混凝土是由燃煤發電廠廢棄物飛灰(Fly ash)等工業廢棄物製造而來, Nematollahi 表示,與傳統的混凝土相比,新型環保混凝土耗能降低36%、二氧化碳排放也大減76%。

除了環保優勢,科學家還有在新型環保混凝土配方中添加短聚合物纖維(short polymeric fibres),抗張力更強、抗彎強度也更高,頂多只有幾條髮絲細的裂縫,完全不會斷裂,這代表新型混凝土抗颱抗震性能更佳,建築物甚至面臨爆炸、子彈襲擊也能屹立不搖。

就如同上方影片所示,傳統的混凝土在彎曲應力測試下,很快就斷成兩截,但斯威本理工大學團隊的新型混凝土身段更為「柔軟」,隨著重力慢慢彎曲。Nematollahi 表示,實驗測試指出,新型混凝土的強度可媲美傳統混凝土,且可撓性是傳統的 400 倍以上。

團隊希望未來這項研究有助於頻受天然災害威脅的地區。

(首圖來源:澳洲斯威本理工大學