如今城市中高楼林立,从主体建筑到内部装修,肯定都离不开混凝土。但是普通混凝土存在一个通病,时间久了极易出现开裂现象,每间隔一段时间就需要进行一次修缮,否则直接影响建筑使用寿命。
不过,目前科学家研制出一种自带“自愈”功能的混凝土,使用年限高达年之久。那么这种自愈混凝土与普通混凝土有何区别?它又是如何做到“自愈”的呢?
普通混凝土有何缺点?
普通混凝土是由胶凝材料、石子、砂等物质做集料,与水按照比例混合后均匀搅拌而成。造成混凝土开裂的原因有很多,如果在施工前配比存在问题,浇筑后养护不及时,或者地基不均匀沉降都可能导致不同程度的开裂。
混凝土裂缝一旦与空气中二氧化碳、氯离子等有害物质接触,会降低建筑物的抗渗能力及功能,钢筋也会锈蚀,最终影响到建筑的承载能力和使用安全性。所以人们一直在思考,怎样才能提高混凝土的使用寿命。
什么是自愈混凝土?
其实早在一八三六年,一位法国科学家就偶然发现混凝土具有自动愈合能力的现象,随后他进行了系统研究,但是最终并没有取得太大成果。
后来随着深入研究,科研人员将目光聚焦到了微生物修复技术上。二零一二年10月,荷兰代尔夫特理工大学的“混凝土专家”埃里克·施兰根教授,组织开展了研制“自愈混凝土”课题,他们将一种芽孢杆菌孢子添加到混凝土配料中,由于被封锁在混凝土中的孢子处于缺水环境,因此处于休眠状态。
不过当混凝土出现开裂,空气和水分进入裂缝中,这些孢子便会“苏醒”,然后快速繁殖,开始吸取大量养分,生成石灰石物质,然后将裂缝填平。之后由于缺少空气及水分,孢子再次进入休眠,据说这种孢子可存活年之久。
虽然这项技术获得多项专利,解决了混凝土耐久性问题,不过,由于孢子生成石灰石填补裂缝需用时1个月左右时间,因此并没有得到大力推广。
后来,伍斯特理工学院的研究人员发现,红细胞中含有一种CA酶,当与二氧化碳发生反应后可产生碳酸钙晶体。当加入CA酶混凝土出现裂缝,空气中的二氧化碳刚好满足反应需求,从而填补裂缝,这种新型混凝土可以在24小时内修复毫米级裂缝,一条裂缝一天就可自动修复,极大地缩减了修复工期。
自愈混凝土得到大力发展了吗?
不过,虽然自愈混凝土已取得如此大进展,但由于建筑成本及实用性等问题,并没有得到广泛应用,普通混凝土依然是建筑行业主流。
不过,大家不用过度担心普通混凝土开裂会影响建筑的使用安全性。因为混凝土质量影响了整个建筑的最终质量,关乎无数人的生命及财产安全,所以我国对混凝土结构设计和抗震规范都有明确要求。除此之外,在寒冷冬天混凝土内水分容易出现结冰膨胀现象,对混凝土强度影响极大,所以我国对冬季施工温度也有明确规定。
其实大家完全可以期待一下自愈混凝土,相信未来在科技的加持下,我国建筑也能见到他的身影,毕竟一些新型混凝土,例如生态混凝土、泡沫混凝土、吸音混凝土已经被应用到建筑中,说不定未来建筑使用寿命真的会延长到年,怎么样你期待吗?