水泥也有“特异功能”了,黑科技新型的建筑材料
具有特异功能的水泥
水泥是建筑工地上最常见的材料,这种灰粉末一般用石灰石和黏土等加工而成,使用时与水拌后变得坚硬异常。近年来,随着新技术的发展,水泥家族不断扩大,许多具有“特异”功能的水泥不断地被开发出来。
透光
上海世博会上,意大利馆半透明的建筑十分引人注目。当走进这座奇妙的建筑物时,可以看到整面墙就像个巨大的窗户,光线透过不同玻璃质地的透明混凝土照射进来,参观者仿佛置身于大自然中。光线在这里不再是阳光明媚或者阴云密布的单一模式,从一个区域到另一个区域,不同质地的“透明水泥”可以感受着不同的室外温度,做出不同的反应,使场馆在一天内可连续不断地变换出不同光影,营造出梦幻的色彩效果。通过改变水泥中各种成分的比例,还能达到不同透明度的渐变。同时,展馆内外的人们也可以透过“透明水泥”互相看见,了解室内外情况。在这种用“透明水泥”建筑的房屋里,人们既可实现室内的温暖自在,又可享受自然的阳光。
乍一看,“透明水泥”和正常水泥的外观没有什么
区别,可是如果近距离观察,就能发现“透明水泥”中分布着无数宽度为 2~3 毫米的小孔,这种小孔具有特定的结构,可在不破坏建筑物整体结构的前提下,使光线渗透进来,减少室内灯光使用量,从而节省能源。
“透明水泥”最早是由匈牙利建筑师阿隆-罗索尼奇发明的,当时的“透明水泥”的原理是把光导玻璃纤维混入混凝土中,加入一种特殊的化学添加剂,使“透明水泥”像传统水泥一样坚固。瑞典曾用这种透明混凝土薄片砖制作人行道,白天它看起来与普通人行道地砖没区别,但晚上可以被埋设在下面的灯照亮。最近,意大利水泥集团研究人员发现将一种特殊树脂融合到水泥中,可研制出一种更便宜、视觉更广、“捕光”能力更强效的“透明水泥”,克服了原产品很难在工业上应用的问题。采用这种树脂“透明水泥”来制造混凝土预制件,不仅在建造工程时很容易进行,而且在建设和实用阶段更不易碎,强度更高。
“透明水泥”这种新型材料有很好的应用前景,如果将这种透明混凝土进一步优化,比如,将透明体制成不同的颜色、在透明体内加上 LED 灯等,可适用于展馆、娱乐场所、仿古建筑甚至家具台面等。
人类在改造自然、发展生产的同时,也得到自然界
的“报复”,严重污染的环境已经成为生产力发展的障碍,并严重威胁自然界生态平衡和人类的健康。当前,一场“环保风暴”在全球兴起,水泥家族也参与其中。意大利水泥集团经过 10 年时间的研发,一种高科技的环保水泥已经投入批量生产并应用。该公司已投入 1000 万欧元资金(不包括设备等),获得 9 项发明专利,研制出了一种“抗烟雾”水泥。在这种水泥里,添加了一种含钛的光催化活性物质,当水泥表面的二氧化钛与空气中的污染物接触时.光便激活这种化学反应,促使二氧化钛与空气中的污染物结合。据称,这种建筑材料可有效地降低城市中 40%以上的污染物,最大吸收量可达到 75%。
混凝土裂缝
是混凝土结构的严重病害。水泥建筑的裂纹司空见惯,裂缝可发展成具有破坏性的贯穿裂缝和深层裂缝,它们会破坏建筑结构的整体性,改变混凝土的受力条件,从而使局部甚至整体结构发生破坏,严重影响建筑物的质量和安全性。因此,消除和防治早期裂缝,是一个非常重要的问题。现在,一种自愈水泥的诞生将可以解决此问题。
自愈水泥是在水泥中掺入一些粘性流体,它被包裹在一些多孔纤维内,一旦水泥出现裂缝,纤维外包装破
裂,放出混合的粘性液体填补裂缝。这种水泥还有另外一种作用,可以防止钢筋腐蚀、生锈。在自愈水泥中含有一种防护性药剂,用含有这种药剂的水泥将钢筋包起来,可防止建筑物中钢筋腐蚀,延长建筑物的寿命。在重点工程中应用这种水泥的价值更大,可以防止水泥微小裂缝带来的更大灾害性断裂,提高建筑物的安全系数。
电磁辐射污染现已成为继空气污染、水污染、噪音污染之后的第四大公害,并呈日趋恶化之势,是潜伏在人们身边的隐形杀手。为此,许多国家已相继制定了有关防范电磁辐射污染的法规,把电磁辐射的防护纳入了法治范畴。国外的一家钢筋水泥研究所发明了一种廉价而通用的屏蔽材料——炭水泥。
为了使水泥能导电,在水泥中添加了有导电性能的无烟煤或焦炭粉末。用这种水泥建造楼房,使楼房本身就成为一个屏障,并且比金属屏障更加安全可靠。导电水泥,在防电磁波辐射、抗电磁干扰方面发挥了作用。据中国计量科学院测试表明,北京一家公司研制开发的导电水泥,可在 20MHz~ 1500MHz 频率范围内,使电磁波的衰减量达到 80%~ 95.3%。日本科研人员最近发明了一种新的制造导电水泥方法,将水泥成分封在一个玻璃管中,并沿着钛分子
排列,经过 1100℃的高温加热、再降温之后,水泥中的晶体结构就呈现规则排列,于是就能像金属一样进行导电。
导电水泥在电磁波辐射防护方面具有广泛的推广应用价值,可用于需要防范电磁波辐射危害的各个领域,如微波站、通讯站、雷达站、机场、变电站、计算机房、住宅等各种工业及民用场所。此外,电流通过时导电水泥即会发热,而且这种发热极其安全,不会引起燃烧,这一性能可以应用在很多方面。例如,可以用导电水泥建造热交换器、干燥室、人行道和楼梯,以及建造带有暖墙和暖地的住房等。此外,还设想把导电水泥加热器用在洗衣机、熨衣机、熨斗和其他加热器具中,特别是可以建造不结冰的机场跑道。机场积雪是一个大问题,不仅影响航班,也容易发生事故。若在机场跑道内铺设一层导电水泥(采用安全电压),使其表面温度保持在 10℃—15℃左右,冬季自动融雪、化冰,则可挽回因积雪、冰冻延误航班正常起降而造成的经济损失。水泥实现导电后,如果把水泥切成薄薄的一层膜,那它就近乎是透明的了。有了这种新产品之·后,应用范围将进一步扩大,因为这种导电水泥价格便宜,绿色环保,很有可能成为平板电视机中某些稀有金属的绝佳替代品。
水泥真不愧是一种多才多艺的新型建筑材料。随着技术的发展,将会出现更多具有特异功能的水泥,这将使人类的生活更加绚丽多彩。
这家公司,能让不起眼的水泥砂浆变成高科技产品
浙江杭州未来科技城
作者:记者 林建安 通讯员 梁洁
在未来科技城,有一家公司能把不起眼的水泥砂浆,做成高科技产品。
这家公司,就是中国人工智能小镇的第二批入驻企业之一,杭州墨泰科技股份有限公司。他们凭借应用干混砂浆绿色施工项目,实现了砂浆从生产、出厂到施工全过程与自然空气“零接触",最大程度避免扬尘,保护环境。
墨泰科技的生产厂区位于中泰街道,走进厂区,里面没有尘土漫天,取而代之的是干净整洁的空间。若是没人说明,不会想到这里正在生产砂浆。
厂区中一幢10层楼高的白色建筑,就是生产车间,全封闭的厂房不会有任何粉尘飞出来,因为是全自动生产流水线,在墨泰偌大的厂区里,看不到多少人。
别看如今“墨泰"生意红火,接单接到手软,在三年前,“墨泰"还只是砂浆行业的门外汉。公司总经理孙辉介绍说:“我们以前是做化工贸易,2014年,在建造现在的办公楼时,我第一次接触到了砂浆行业。早在2007年,商务部发布《商务部、公安部、建设部、交通部、质检总局、环保总局关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》,其中全国中心城市、国家环境保护模范城市、全国文明城市等要积极创造条件,分期分批开展禁止在施工现场使用水泥搅拌砂浆工作。"凭着敏感的商业嗅觉,孙辉觉得可以在砂浆行业做做文章。
“别人告诉我砂浆这行业没什么技术含量,工人随便都能拌。但我认为国家既然出了这样规定,就说明这个行业还有发展的空间。"于是,在孙辉的强烈建议下,墨泰科技决定以砂浆行业为战场。
“既然要做,就要做到最好。别的同行三四百万元一条生产线,我们则引进德国先进技术,铺设1500万元一条的生产线。"这条生产线最显著的特点就是绿色环保,全封闭且内置分布式脉冲除尘器,可以将飘散在空气中的原料回收再利用,形成一个自循环系统。除此之外,该生产线的称重设备精确为正负10克,而一般生产线则在正负1公斤,可想而知生产出来的砂浆质量上有多大的区别。
除了在生产工艺上做到环保,“墨泰"还在原料上下功夫。“一般砂浆场都以河沙作为原料,事实上这对河道环境具有很大的破坏性,我们则利用机制砂代替河沙。"这个机制砂可以说是墨泰科技的核心科技了,不仅环保,也使生产出来的砂浆质量更稳定。
“做砂浆的厂家很多,我们要寻求差异化竞争。"孙辉所说的差异化,就是生产施工一体化。“我们的企业愿景,就是做高品质绿色砂浆机械化施工整体解决方案的提供者与领导者。"
通过购买喷涂机器,培养属于自己的施工团队,“墨泰"整体解决方案越来越成熟,也受到了越来越多客户的青睐。“我们可以有效地帮他们提高项目效率。"相对传统施工,“墨泰"可以减少三分之二的时间。
最近,墨泰科技在预拌干粉抹灰砂浆超高层建筑自动输送及机械喷涂施工上又获得了重大技术突破。“通过这台设备,可以将干砂浆输送到高空。"工作人员指了指仓库里的一台设备,随后又走到另一台设备前说:“干砂浆到达这台设备后,自动出水搅拌,然后喷涂。"工作人员告诉记者,这些设备可以完成砂浆的自动输送,最高可实现150米的超高层输送,保证材料不离析。位于未来科技城的EFC商业写字楼有32层,高达143米,其内墙抹灰砂浆工艺就由“墨泰"完成。除此之外,位于未来科技城的奥克斯商务大楼也运用了墨泰的这一技术。
下一步,墨泰科技还将在绿色高品质绿色砂浆机械化施工方面进行研究,争创省级清洁生产示范企业。同时,对施工团队整体素质再提高,与同行一起制定行业标准,对工人进行考核,做到持证上岗。
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