水泥生“彈性”可使房屋更抗震

中國科技信息 · 2005-08-19 00:00 留言
  據(jù)ScienCentral網(wǎng)消息,來自美國密歇根大學高等土木工程材料研究實驗室的工程師Victor Li發(fā)明了一種新型水泥,可以幫助建筑物更好地抵抗地震的劇烈撞擊。

    每年全球約發(fā)生100例能量接近于原子彈的地震,給人類造成巨大災(zāi)難,因為地球開始震動時會引起建筑倒塌。

    現(xiàn)在,Victor Li發(fā)明了一種易延展、類似于混凝土的材料能夠抵抗住地震帶來的巨大壓力或“負荷力”。

    這一高科技水泥的使用方法和傳統(tǒng)水泥一樣,但比用于建造道路、橋梁和房屋的普通水泥更加牢固、耐用性更強、更輕、更具柔韌性,而且比較不容易出現(xiàn)裂縫。

    新水泥是基于微觀結(jié)構(gòu)來設(shè)計的,也就是說所有的成分都是根據(jù)一定的原理來調(diào)配的,以使這些成分能夠在材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中互相配合運作。

     一般人們使用金屬棒來混合普通水泥、水和沙子或砂粒,以便于增強水泥的效果。然而看上去和普通水泥很像的新水泥,其本身成分中就包括超細硅石(直徑為100微米)和微小塑膠(聚乙烯醇)、光纖,表面還覆有一層幾納米厚的光滑覆面。當水泥內(nèi)的光纖負擔過重時,表面覆層可以使得光纖開始變得松散而防止水泥出現(xiàn)破裂。因此,新水泥可以在不碎裂成幾塊的情況下而進行變形。

    在巨大的壓力作用下,光纖在水泥內(nèi)滑動,就好象人體內(nèi)的韌帶一樣,以一種極具柔韌性的方式將各種成分緊緊聚攏在一起。

     Li指出,一旦新水泥在承受重荷時,其內(nèi)部成分會將這種負荷轉(zhuǎn)移到其他地方,這樣就會有更多的力量來支持負荷。

     實驗室的測試顯示,新水泥的延展性是普通水泥的500倍,重量僅為普通水泥的1/40,這兩點都將對摩天大樓的設(shè)計選擇產(chǎn)生影響。但其成本卻為普通水泥價格的3倍,Li認為由于其用量比普通水泥少很多,而且持久耐用,因此維護費用將很低。

     這一新水泥早已經(jīng)被應(yīng)用在日本和韓國的防震地區(qū),而且將于2005年秋季首次現(xiàn)身美國。

     該研究已發(fā)表在2005年8月的美國《發(fā)現(xiàn)》雜志上。

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