大学教授发明柔性混凝土——如何制造柔性混凝土

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高延性混凝土比普通混凝土具有更好的韧性和抗裂性。自汶川地震以来,Xi建筑科技大学的一位教授一直致力于开发一种可弯曲的高延性混凝土。用这种材料加固的房子可以抵御10度地震。他希望减少地震的伤亡,让每个人都生活得更安全。据最新新闻报道,Xi建筑科技大学教授成功发明柔性混凝土,还出现在央视-2《创业英雄》栏目。接下来,你可以用Best边肖了解更多~

大学教授发明了柔性混凝土

【/h/】10月9日晚,Xi建筑科技大学土木工程学院邓明科教授研发的“柔性混凝土”亮相央视-2《创业英雄》栏目。

2008年,汶川8级地震导致无数房屋瞬间倒塌。四川人邓明科是第一个到达现场的志愿者。当他看到家乡被毁的场景时,他无法用语言描述自己内心的感受。汶川地震后,我国修订了《建筑抗震设计规范》,对建筑抗震提出了更高的要求。

【/h/】之后,邓明科团队“十年磨一剑”,经过数千次试验,研制出可“弯曲”的高延性混凝土,具有高强、高韧、高抗裂的特点。材料中加入高强韧性的特殊纤维,拉伸变形可达普通混凝土的200倍以上。用其加固的砖墙,其抗冲击性能和抗倒塌能力可提高10倍以上,可用于危房加固等场景。邓明科说,这种材料加固的房屋可以抵御10度地震,已加固1万多栋。他希望世界上人们的房子会更安全。

【/h/】另外这种材料的施工也很方便,墙面只涂一层10-20mm高延性混凝土,就能达到加固效果。经过大量试验和实际工程验证,可缩短工期70%,最多节约成本30%。邓明科介绍,这种高延性混凝土已获得78项专利,在全国28个省市近1000个项目中发挥了作用。

【/h/】节目现场对比实验,主持人亲自测试承载力,站在一块普通混凝土板上,断裂开裂。然后,一个同样大小的高延性混凝土板被竖立起来,完好无损。加400 kg重量后产生明显弯曲,但仍无断裂。

外国媒体:科学家已经制造出可以更好抵抗地震的柔性混凝土

据外国媒体engadget报道,墨尔本史文朋理工大学的科学家最近开发了一种新技术——柔性混凝土,可以更好地抵抗地震。它由燃煤电厂的废料和合成纤维制成,还可以减少建筑材料的碳排放。国外媒体称,柔性混凝土未来可能成为主流。

具体来说,这种新型混凝土使用粉煤灰,粉煤灰是燃煤发电的副产品。从某种意义上说,用灰烬制造混凝土是一种古老的技能。古罗马工程师将火山灰和生石灰混合制成自己的标志性建筑材料,这也是他们建造的一些结构至今未变的原因之一。

值得注意的是,史文朋理工大学的团队设法将合成纤维掺入混凝土混合物中,并创造了一种无需加热即可固化混合物的生产工艺。

【/h/】据介绍,这种柔性混凝土有两个优点:一方面生产起来更环保。由于不需要加热石灰石来制造水泥,该团队声称,与传统的柔性混凝土相比,制造所需的能源减少了36%,生产过程中的二氧化碳也减少了76%。

另一方面,混凝土中的聚合物纤维使其承受多个“毛发大小”的裂缝,而不会破碎成单个碎片。开发这种材料的研究员Behzad Nematollahi博士说,“它的柔韧性是普通混凝土的400倍,所以非常适合在地震频繁的地方使用。”

公共信息表明,柔性混凝土不是一个新概念。它是由密歇根大学土木与环境工程教授李泽宇在20世纪90年代早期开发的。然而,以合理的价格生产材料总是一个问题。

摇曳的戴楼不怕塌!抵御9度罕见地震!全靠这个灵活的混凝土

“现在我宣布云南戴大厦高延性混凝土加固振动台试验圆满成功!”5月30日下午,在Xi建筑科技大学结构工程与抗震教育重点实验室,一次振动台试验引起了广泛关注。

【/h/】本次振动台试验的主角是一座1:2比例的云南民族特色建筑“模拟”,俗称“戴楼”。在直播过程中,实验组记录了戴楼在地震烈度逐渐增大试验过程中的动态参数。“当振动台输入地震波达到9度时,建筑物仍处于静止状态,这有效地证明了高延性混凝土加固技术可以大大提高这类结构的整体性和抗震性能。”邓明科教授首次在国内提出应用该技术对戴楼进行加固。

云南是地震多发地区。近年来,由于木材短缺,当地村民大多使用砖柱而不是木柱来建造自己的吊脚楼。砌筑砂浆强度极低,结构抗震性能极差。一旦发生地震,将会造成严重的人员伤亡。2018年,邓明科教授在西双版纳勐龙镇考察时,发现此类建筑大量存在,他决心通过高延性混凝土的抗震加固,让当地人民住上安全稳定的房子。

【/h/】与普通混凝土相比,高延性混凝土具有高强度、高韧性、高抗裂性和高抗损伤性,其抗拉性能可达普通混凝土的200倍,也被称为“可弯曲混凝土”。“传统房屋建成后,墙面不要放砂浆,只放1.5厘米高延性混凝土,即使达到9度罕遇地震,房屋也不会倒塌。”邓明科教授介绍,在不改变立面的情况下,用高延性混凝土加固改造房屋,可节省70%的工期、70%的材料和30%的成本。

化工常识少:新型水泥混凝土受压能弯曲!

史文朋理工大学的研究人员开发了(www.isoyu.com原创版权)一种新型混凝土,这种混凝土由废料制成,可以在载荷下弯曲。该材料与燃煤电厂产生的粉煤灰等工业废品结合,特别适用于地震灾区的建筑,传统混凝土的脆性往往会导致灾难性的建筑倒塌。

研究员贝扎德·内马图拉希博士说:“混凝土是世界上使用最广泛的建筑材料。”“事实上,它是人类仅次于水的第二大消耗物质,因此它的质量对我们的基础设施(如建筑、桥梁和隧道)的弹性有很大影响。”

传统混凝土不仅在拉伸或弯曲时容易断裂,而且由于煅烧石灰石以生产其关键成分水泥,因此碳足迹巨大。通过使用工业废物,Nematollahi博士和他的同事消除了对混凝土的需求,使产品更加可持续。

Nematollahi博士说:“与传统的水泥制成的柔性混凝土相比,生产这种新型混凝土所需的能源减少了约36%,二氧化碳排放减少了76%。”

此外,这种新型混凝土中添加了短聚合物纤维,因此当受到拉伸或弯曲力时,它可以承受多个毛发大小的裂缝而不会断裂。事实上,当一个力施加到它身上时,它可以弯曲,这意味着由它制成的建筑更有可能在地震、飓风、弹丸撞击和爆炸中保持完好无损。

他补充道:“在易受自然灾害影响的地区建造房屋是百特材料的主要用途之一。”“我们的实验室测试结果表明,这种新型混凝土的柔韧性是普通混凝土的400倍左右,但强度相近。”

[/s2/]普通混凝土“坚硬易折”[S2/]

这是因为水泥的生产需要高温,消耗大量的能源,排放大量的温室气体。虽然有新型的抗拉强度更好的凝结bestnet土,但它们并没有完全放弃水泥的使用。

研究小组表示,其开发的新型混凝土的主要原材料是粉煤灰(燃煤电厂的空气污染源之一)等工业废弃物。而且因为这种纹理的高分子复合材料可以在室温下固化,所以制造过程会更加环保。

以前,这种替代工艺也适用于百特网生产常规混凝土。然而现在,它主要用于可弯曲的混凝土产品。

研究通讯的作者Behzad Nematollahi说:“新的混凝土生产工艺可以减少大约36%的能源消耗,而二氧化碳排放可以减少多达76%”。实验室试验结果表明,这种新型混凝土的拉伸性能比普通混凝土高400倍左右。即使新材料最终断裂,混合物中的微小聚合纤维也能确保它们不会断裂。相反,它在张力下保持其强度,出现许多微小的裂缝。

展望未来,这种新型混凝土可用于地震多发地区,使其能够承受常规振动,而不会被发现在地震后削弱结构强度。

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