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将影响未来建筑的创新建筑材料
2019-12-21 09:22:56   来源:日照建材网    点击:

创新材料正在塑造建筑的未来。由于钢筋混凝土是在早期的创新19世纪,最新的建材看看什么是通过将形状记忆合金,可弯曲混凝土复合材料,自愈合材料和电致变色玻璃,可以进一步利用。由华盛顿州交通局(WSDOT)建造
创新材料正在塑造建筑的未来。由于钢筋混凝土是在早期的创新19世纪,最新的建材看看什么是通过将形状记忆合金,可弯曲混凝土复合材料,自愈合材料和电致变色玻璃,可以进一步利用。

由华盛顿州交通局(WSDOT)建造的灵活桥梁采用形状记忆合金和可弯曲混凝土复合材料设计,可承受卡斯卡迪亚地区最大的都市区华盛顿州西雅图的地震活动。位于西雅图市中心的新的99号国道出口匝道可能会导致钢筋混凝土的演变,如果它不仅可以承受大地震而不会坍塌,而且可以避免事故无损。

形状记忆合金(SMA)由称为镍钛诺的钛和镍合金组成。由于两个不同的固相,它具有形状记忆特性。通常,材料处于马氏体相,这使其可以弯曲成各种形状。变形引起的摩擦使温度升高到过渡点,晶体结构进入奥氏体相,迫使材料回到其母体形状,从而实现最紧凑和规则的图案。

该合金在低于转变温度的温度下具有优异的阻尼特性。它还具有耐腐蚀性,非磁性,具有高疲劳强度,是6.5g / cm 3的低密度合金。

然而,Nitinol并不是西雅图灵活桥梁创新的原因。这种合金是1961年马里兰州White Oak海军军械实验室研究员William J. Buehler发现的,因此这种材料并不完全是革命性的。它已被用于眼镜,军事应用的液压耦合器以及其他一些医疗和机器人应用。它在桥梁中作为钢筋的用途是创新; 这种应用只有通过结合可抗裂的可弯曲混凝土复合材料才能实现,并且在经受应变时将SMA保持在适当位置。

可弯曲的混凝土复合材料包含微小的合成颗粒。纤维增强水泥基复合材料抵消了传统混凝土的一些缺点。不会遇到脆性破坏,材料表现出延性破坏,因为形成了紧密间隔的微裂纹,使得结构承受增加的载荷,类似于金属经历应变硬化的方式。

SMA和可弯曲混凝土复合材料的融合是一种创新的土木工程结构,目前正处于试验阶段。这些材料在应力点使用,并与传统材料混合,使西雅图的“柔性桥”成为经济的解决方案,如果它能够经得起时间的考验。

自愈材料

卡迪夫大学的研究一直在开发自愈材料。原始项目“生命物质”(M4L)始于2013年,并确定了几种方法,可以使企业集团材料在不需要外部干预的情况下持续监控,调节,调整和修复自身。

自修复材料的重点是砾岩材料,如混凝土,灰浆,砂浆,水力粘合材料和灌浆土壤系统。技术包括用于解决微尺度变形的仿生材料的微囊化,使用导电纤维形成形状记忆聚合物,以及包含基于矿物的愈合剂和形成方解石的细菌的流动网络。

第一条自修复沥青路面已经存在于荷兰,建于2010年,其中小钢纤维可以加热并重新熔化将表面粘合在一起的沥青。M4L开发的技术改进可以大大提高自愈综合企业的预期寿命。由于正在通过新资助的项目Resilient Materials 4 Life(RM4L)进行进一步研究,前景看好。

RM4L项目是通过2017年3月英国工程和物理科学研究委员会(EPSRC)的大规模投资(大约470万英镑)实现的.RM4L的愿景是通过以下方式实现建筑材料的转型: 2022年,采用M4L首次采用的仿生方法。

电致变色玻璃

电致变色玻璃是另一种创新建筑材料,已经进入实施的早期阶段。这种创新材料使制造商能够开发出由于施加电压和电致变色技术而能够通过多种色调状态转变的智能窗户。制造商可以控制窗户的透射性能,甚至可以开发隐私玻璃,其中磨砂的不透明色调在施加电压时阻挡可见度。

旧金山国际机场(SFO)选择View作为电致变色玻璃的领导者,使用View Dynamic Glass重新开发1号航站楼。六万六千平方英尺的View Dynamic Glass将用于创造世界级的旅行体验,展现其辉煌。

随着电致变色玻璃市场份额的增加,成本将下降。最终,智能窗户市场可以为那些选择通过加入电致变色玻璃而放弃百叶窗,窗帘和其他窗户处理的建筑师提供可行,经济的解决方案。

结语

形状记忆合金,可弯曲混凝土复合材料,自修复材料和电致变色玻璃只是一些最新的创新建筑材料,正在重新定义可能的东西。石墨烯的进一步发展,精确的聚合物纳米桁架,坚不可摧的材料和自清洁表面,结合二氧化钛纳米粒子,拒绝水,油,甚至红葡萄酒是其他创新的建筑材料,引领我们走向下一代建筑。

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