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荷兰科学家研发的自我修复混凝土即将上市
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文章来源:中国商品混凝土网    添加人:ycr225    添加时间:2015-7-22 16:15:39

荷兰科学家研发的自我修复混凝土即将上市

能制造出石灰石的细菌胶囊被嵌入了混凝土中。(荷兰代尔夫特科技大学)

  人如果断了腿骨,最终都会长好的。成骨细胞会生产矿物质,形成新的骨结构,将破碎的骨成分重新粘合到一起。

  微生物学家亨克·杨克斯(Henk Jonkers)就想,为什么建筑物不能自己愈合呢?

  杨克斯在荷兰的代尔夫特科技大学工作,他受到人类身体的启发,创造出了可自行愈合的混凝土。他把包含可生产石灰的细菌连同乳酸钙一同嵌入混凝土块中,而这些细菌要么是嗜碱芽孢杆菌Bacillus pseudofirmus,要么是巴氏芽孢八叠球菌Sporosarcina pasteurii。若是混凝土裂开了,空气以及水分会促使细菌觅食那些乳酸钙。这些细菌将乳酸钙变成了方解石(石灰石里的一种成分),这样就把裂缝修复好了。

  这一创新,将会解决世界上最普 遍的建筑材料——混凝土长久以来存在的问题。混凝土在施工过程中常会出现小裂缝。这些裂缝不会立即影响建筑的结构稳定性,但会引起渗水的问题。渗水最终会 腐蚀混凝土中的钢筋,最后将造成建筑倒塌。有了自我愈合的技术,这些小裂缝便能即刻得到修补,延缓未来的漏水现象,并降低随之而来的维护的高昂费用。细菌 会在混凝土中保持休眠长达200年,这远远长于多数现代建筑的寿命。

  杨克斯已在一所救生站实地测试了这种混凝土,因为救生站很容易受到大风大浪的冲击和损害。据他说,这座建筑自2011年以来一直密不透水。这一发明最近还使杨克斯获得了欧洲发明大奖(European Inventors Award)的提名, 6月11日在巴黎的颁奖典礼上将宣布获奖名单。

  今年,这项技术将首次上市,并以三种独立产品出现:自行愈合的混凝土,处理混凝土的研钵,以及液体修复介质。遗憾的是,这项技术花费仍然相当高,每平方米大概要花30-40欧 元。这也意味着,一开始,只有那些渗水和腐蚀很严重的建筑项目(比如地下和水下建筑物)才有实力使用这个技术了。细菌生产方解石所需的乳酸钙也很贵,这也 是一个问题,但杨克斯及其团队正在研究更便宜的以糖为基质的替代物。而且,随着对这种混凝土的需求增长,价格就会下降。

荷兰科学家研发的自我修复混凝土即将上市

亨克·杨克斯,代尔夫特科技大学的微生物学家。

  杨克斯说道:“我们最近正在提高生产量,我们期待着,到2016年年中能大量生产这一自行愈合的材料。“

  其他一些自我修复的混凝土也都在研发过程中。在英国,巴斯、卡迪夫和剑桥大学的研究人员,也在研发与杨克斯的混凝土类似的可以填补裂缝的材料,他们希望能用这种混凝土铺设公路,或建造其他一些建筑。他们估计,这一材料能降低成本达50%。麻省理工学院的科学家正在研究另一项混凝土自我修复系统,它可以利用阳光来激发聚合物微囊,这种物质可以填补裂缝。密歇根大学的一位工程师则研发出了一种具有超细纤维的混凝土,它不会裂开,却能弯曲自如,如果真的裂开了,其内部材料也会延展,并用碳酸钙来重新固定自己。

  这位工程师名叫维克多·李(Victor Li),他说,他所研发出的这类产品有一个优势,即它们确实能恢复混凝土承重的能力,而不仅是用可愈合的产品来填补裂隙而已。他说:“我期待着自行愈合的混凝土这几年就能投入使用。”

  混凝土生产在全球的碳排放中占据5%的量,而因为城市化发展,全球对混凝土的需求在过去十年中也翻了一倍。因此任何能使混凝土建筑更长久屹立的技术,都不仅会降低资金投入,也会降低碳足迹。看起来,绿色建筑的未来可能取决于混凝土了。

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