用什么打造未來——自修復(fù)混凝土來了
“用超吸收性聚合物填充的混凝土。當(dāng)出現(xiàn)裂縫時，水進(jìn)入使得超吸收性聚合物膨脹，可以阻止混凝土進(jìn)一步吸收水而擴(kuò)展裂紋”。
該種混凝土是作為一個叫做healCON的歐洲開拓者項目的一部分。開發(fā)自修復(fù)材料的這個想法很早就有，而且已經(jīng)有幾種材料被建議采用，雖然它們并沒有真正實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。去年，巴斯大學(xué)的研究人員們建議采用自修復(fù)混凝土，這個話題似乎得到一些反響。
Magnel混凝土研究實驗室的技術(shù)總監(jiān)Nele de Belie解釋說，抗?jié)B性是其關(guān)鍵因素：“你無法使得修復(fù)后的混凝土重新獲得受損前的強度，它已經(jīng)足夠堅硬了。你需要做的是，重新獲得其對液體的密閉性和抗?jié)B性，從而可以維持更好的耐用性“。
大致上，將特殊聚合物添加到水泥混合物中，會使小裂縫愈合?？茖W(xué)家解釋為，小裂縫本身并不是很大的問題，而阻止其長成大裂縫才是問題關(guān)鍵?！叭绻幸粋€小裂縫就立即開始修補，那么就沒有會長大的風(fēng)險。所以總結(jié)構(gòu)不會有失效的風(fēng)險。我們要在問題足夠大之前阻止它”。
為了設(shè)計聚合物，該團(tuán)隊從大自然獲取靈感。生物系統(tǒng)如骨骼，皮膚或植物有探測損傷，并迅速修復(fù)它的能力。他們希望混凝土可以做到這點。不用說，這種自愈混凝土的潛力在很多方面是巨大的，例如在穩(wěn)定性、減少維護(hù)和維修成本等方面。
他們還嘗試了另一種方法，其中之一是使用了更加有機(jī)的方式實現(xiàn)自修復(fù)混凝土，即細(xì)菌?！斑@些細(xì)菌是我們從地球上其他與混凝土環(huán)境相似的位置分離出來的，”代爾夫特理工大學(xué)的一位生物學(xué)家Henk Jonkers說 ?！皸l件之一是要像石頭一樣。其次是具備強堿性，即高PH值。這些細(xì)菌喜歡在這些條件下生長。這些細(xì)菌是不致病的，不會對人類或環(huán)境造成損害”。
據(jù)介紹，這兩種方法均通過了最初的實驗室測試。例如，有細(xì)菌溶液時，一旦出現(xiàn)裂縫，細(xì)菌開始產(chǎn)生碳酸鈣將其填充。目前尚不清楚這種填充物是如何堅不可摧的。接下來的步驟是，在大范圍的現(xiàn)實生活條件下測試該技術(shù)，測試不可入性，并最終進(jìn)行生命周期評估，看看它到底可以節(jié)省多少金錢和精力。“原始的成本將會增加。但是，如果你可以減少維護(hù)成本，增加結(jié)構(gòu)的使用壽命，那么在最后，這種自我修復(fù)還是會呈現(xiàn)一個經(jīng)濟(jì)樂觀的遠(yuǎn)景”。
編輯：曾家明
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