【复材视界】聚焦Carbonhaus:全球首座碳纤维增强混凝土建筑

德国德累斯顿工业大学校园内的两层楼建筑成为世界上第一座由碳纤维增强混凝土制成的建筑。这座名为Carbonhaus的全球首座由碳纤维增强混凝土制成的建筑物,是经过工程师、设计师和研究人员的共同努力实现的。多年来,他们一直倡导使用先进的材料代替建筑中的传统混凝土和钢材。该项目耗资500万欧元,由德国联邦教育和研究部资助。

这座2200平方英尺的建筑物由一个预制箱和一个双弯曲屋顶组成,并使用了轻巧而柔软的复合材料。该项目中使用的碳纤维是由聚丙烯腈(PAN)生产的。根据亚利桑那州立大学可持续工程与建筑环境学院教授Barzin Mobasher的研究,典型建筑组件中至少有一半的混凝土用于保护钢筋免受腐蚀,由于钢和混凝土是“串联工作,而不是一起工作”,因此所得组件继续易于开裂和腐蚀。

德累斯顿工业大学混凝土建筑研究所所长曼弗雷德·库尔巴赫(Manfred Curbach)是另一位行业资深人士,他倡导在建筑中使用先进材料,他表示,复合材料组件更耐用,对环境更有利,可节省多达70%的温室气体排放。考虑到劳动力、设备、制造和运输,碳纤维增强混凝土的成本与钢铁相当,两者的成本为每公斤13-15美元。

专业知识多一点

碳纤维混凝土(carbon fiber reinforced concrete,CFRC)是一种集多种功能与结构性能为一体的复合材料,它主要是通过在普通混凝土添加少量碳纤维和超细添加剂(分散剂、消泡剂、早强剂等)组成。和普通混凝土相比,它不仅具有较好的力学性能,而且还具备很多优良特性。

在上世纪70年代,英国率先加工了PAN基碳纤维增强水泥基板材,并应用于建筑,开创了CFRC研究和应用的先例。CFRC具有耐磨性、耐干缩性、抗渗性和抗化学腐蚀性能好等优点,是建筑材料的涂层和路面材料的理想选择。

(新闻来源Composites Manufacturing,其他来源网络)
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