工程师发明可弯曲、自热和自愈混凝土

Josiah02 · 发表于 2024-10-22 16:39:06

混凝土是美国第二大消耗材料，其生产占二氧化碳排放量的 8% 至 10%。密歇根州立大学的土木工程师开发出一种可自我修复并产生热量的柔性混凝土，在清除道路积雪和冰块方面，它可能是一种环保的选择。
“这可能会彻底改变混凝土行业和我们的基础设施，”工程学院助理教授金庆旭“比尔”说。“这项技术还可以为服务不足或农村地区除雪除冰能力有限的地区提供解决方案，在冬季提供更安全、更可持续的解决方案。”
混凝土因其强度和耐用性而常用于道路和人行道。但频繁的水冻融会造成裂缝，而扫雪机会造成路面损坏，导致昂贵的道路维修和封闭。在冬季，人们经常使用道路和除冰盐来融化道路和人行道上的冰，但盐中的氯化物具有腐蚀性，会损坏混凝土。此外，任何剩余的盐最终都会进入地下水，引起环境问题。
“这种混凝土产品可以用作路面的保护层，从而减少甚至消除除冰盐的使用，”金说。“由于最近气候变化导致极端天气状况增多，我们需要想出创新的方法来清除路面上的冰。”
金和现任研究生倪小强开发了专有配方，并测试了该技术在实际应用中的极限。
这种自热混凝土材料比传统材料储存的能量更多。当气温降至接近冰点时，这种材料会将储存的能量以热量的形式释放出来，使其成为清除道路和人行道上的冰雪的理想选择。
倪对混凝土柔韧性的测试对于确定材料是否能承受重型汽车交通的重量和压力至关重要。
“通过我们的测试，我们发现几英寸厚的一层混凝土足以保护下面的混凝土，同时仍能保持其加热和自愈性能，”倪说。
该团队还精心设计了混凝土，使其能够有效地自我修复。
“像头发丝一样细的裂缝可以自行修复，”金说。“这就像手指被纸割伤一样。”
布伦南·索伦伯格 (Brennan Sollenberger) 曾两度就读密歇根州立大学土木工程专业，曾在金的实验室工作，他为倪提供协助，帮助他准备测试样品。
“在从事这个项目的过程中，我亲眼目睹了我们的自热混凝土混合物的融雪能力，”索伦伯格说。“我们还展示了其可弯曲性和自愈能力。”
这种混凝土可能是一种有益于人类和环境的解决方案。

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