混凝土綠色之辯
混凝土大概是除水之外使用最為廣泛的材料,但實(shí)際上公眾對(duì)它的了解卻又是如此的狹隘。
“人們常常把20世紀(jì)稱為原子世紀(jì)、空間世紀(jì)、計(jì)算機(jī)世紀(jì),還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為21世紀(jì)是混凝土的世紀(jì),因?yàn)樗拇_是一種奇妙的材料?!保璈endrik van Oss,一位水泥專家在美國地質(zhì)調(diào)查上如是說。
現(xiàn)實(shí)如今,世界上每年生產(chǎn)的混凝土的量按人均分能達(dá)到每人一噸多。盡管如此,混凝土在這個(gè)工業(yè)化的世界上依然被忽略不計(jì),但是這種忽略卻導(dǎo)致了工業(yè)的低速發(fā)展。
如今,迫于環(huán)保和企業(yè)改革的壓力,新一代的混凝土已經(jīng)誕生了。這種高技術(shù)含量的Willy Wonka型混凝土與以往的混凝土產(chǎn)品相比,具有強(qiáng)度更大,質(zhì)量更輕,更加環(huán)保的特點(diǎn)。這種混凝土總體說來高強(qiáng)度且耐磨。但是卻有著局限性。如同拐杖可以支撐人體的重量,同時(shí)也能夠被人的膝蓋敲碎一樣,混凝土在緊壓的狀態(tài)下能夠發(fā)揮其高強(qiáng)度的作用,但如果壓力過大,同樣會(huì)崩塌。在許多半成品的建筑物中,我們常常可以看到混入混凝土的突出的鋼筋。這些鋼筋的作用是增加混凝土的強(qiáng)度的,但同時(shí)也增加了混凝土回收的難度,而混凝土的坍塌回收卻是一件不可避免的事情。由壓力而導(dǎo)致的裂縫隨著時(shí)間的推移不斷的變大,水的壓力會(huì)增大混凝土的縫隙并且會(huì)腐蝕嵌入其中的鋼筋。
混凝土:“環(huán)境惡化之源”
Van Oss.先生說:“當(dāng)混凝土承受過大壓力的時(shí)候,它的工作性能會(huì)差強(qiáng)人意。”混凝土往往被人們認(rèn)為是導(dǎo)致環(huán)境惡化的一個(gè)污染源。眾所周知,混凝土中最主要的原料水泥是通過石灰石和黏土在超過2500 F的高溫下燒成的。而這其間由于發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)以及燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳的量,已經(jīng)占到世界上二氧化碳排放總量的7~10%。
Michigan大學(xué)土木及環(huán)境工程系教授Victor Li說:“當(dāng)我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)要充分利用這些不可再生資源時(shí),我們排放了更多的二氧化碳。”Li教授的研究主要是合成纖維在混凝土中的應(yīng)用,此舉使得混凝土韌性、耐久性更好。
當(dāng)然,各國專家學(xué)者一直在從事相關(guān)研究來減少廢氣的排放。在這里,澳大利亞的TecEco公司做出了突破性的進(jìn)展。他們?cè)谒嘀刑砑渔V元素,從而形成的多孔混凝土具有吸收空氣中二氧化碳的獨(dú)特功能。
綠色混凝土:環(huán)境保護(hù)者?
TecEco公司經(jīng)理John Harrison說:“地球從誕生至今已經(jīng)經(jīng)歷了多次的全球性的升溫,這促成了碳元素轉(zhuǎn)化成煤炭、石油和碳酸鹽礦物?,F(xiàn)在,人類有能力讓這一切再重復(fù),我們能夠用自己的方法來“固定”碳,“排除”碳,從而保護(hù)環(huán)境。
來自紐約州立大學(xué)的材料科學(xué)家Deborah Chung則通過碳纖維增強(qiáng)混凝土研究來找到保護(hù)環(huán)境的方法。她在研究中發(fā)現(xiàn),只要給混凝土施以一個(gè)小的電流,混凝土就會(huì)發(fā)生小的變形。從而,利用這種原理我們可以實(shí)時(shí)偵測(cè)房屋內(nèi)的任何空間,根據(jù)屋內(nèi)的人數(shù)來控制光強(qiáng)度、通風(fēng)以及制冷,到達(dá)節(jié)約能源的效果。
專家們都相信這些新型混凝土終有一天會(huì)被廣泛應(yīng)用,但是這一天究竟要等多久誰也說不準(zhǔn)?;炷凉緦?duì)于環(huán)境問題非常關(guān)注,它們非常期望講這些新的技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品當(dāng)中。但是,建筑工業(yè)對(duì)于此卻反應(yīng)遲鈍。哥倫比亞大學(xué)土木系教授Christian Meyer說:“對(duì)于可靠性未經(jīng)充分證實(shí)的新材料,政府及建筑部門的態(tài)度都是非常謹(jǐn)慎的?!?/P>
Van Oss說:“未來幾十年中,建筑的一些標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)改變,將會(huì)有利于材料的創(chuàng)新。但是當(dāng)混凝土強(qiáng)度變得越來越高、耐久性越來越好的時(shí)候,它的價(jià)格也會(huì)更貴。那么從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā),到時(shí)候建設(shè)者和公眾就會(huì)阿是就不能不考慮經(jīng)濟(jì)因素而一味去追求某些高性能了。
混凝土建起來的羅馬帝國
當(dāng)混凝土在羅馬開始應(yīng)用的時(shí)候,羅馬已經(jīng)呈現(xiàn)出了很多現(xiàn)代文明,其中包括人口普查,以及稅收等等。早在公元前6500年敘利亞人就開始使用混凝土了,之后在埃及和古希臘傳播開來。但卻是羅馬人首先精確的確定了混凝土各組分比例。甚至concrete這個(gè)詞也是源于拉丁詞concretus,意思是說“變得混合起來”。當(dāng)時(shí),混凝土被用于每天的建設(shè)當(dāng)中,如羅馬的工業(yè)精華--連接羅馬和東方的亞壁古道、角斗場(chǎng)、萬神殿以及排水道--這些建筑中水泥都擔(dān)當(dāng)了非常重要的提高強(qiáng)度的角色。石灰和水泥混合在一起,不僅使建筑物的強(qiáng)度提高了一個(gè)檔次,而且象諸如橋墩之類的建造在海水中依然能夠保持其強(qiáng)度。隨著歐洲中世紀(jì)的結(jié)束,羅馬人的混凝土神話也沒落了,但是羅馬人的建筑依然是建筑史上的豐碑,依然是建筑業(yè)獨(dú)創(chuàng)性的遺產(chǎn),依然是對(duì)那些以次充好的建造商的鞭笞。
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