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新型拱形混凝土地板为减少碳排放提供了途径



Universities of Bath, Cambridge and Dundee(巴斯大学、剑桥大学和邓迪大学)的研究人员发明了一种地板,比目前的标准少用了75%的混凝土。他们表示,这可能会对建筑行业的碳足迹产生“重大影响”。


来自ACORN项目的英国研究团队(该团队称他们的项目为“自动化混凝土施工”,简称“ACORN”)并不是开发新的混凝土替代品,而是通过结构分析,设计出一种与平常地板相比,仅使用四分之一混凝土的地板。


地板创新利用了混凝土的长处


任何厚的平面地板在人们走过时都会弯曲,而混凝土的抗弯强度不是很高,需要钢筋加固。相反,混凝土具有良好的抗压能力,拱形结构充分利用了这一点。当人们走过拱形地板时,重量就会沿着拱形结构向下流动,挤压混凝土,而混凝土可以在没有加固的情况下承受荷载。


ACORN团队使用自动化的适应性模具和机器人混凝土喷涂系统,将混凝土分层喷涂到模具中,然后将混凝土放置在对挤压影响最大的位置,让它就像一个薄而弯曲的地板。拱形地板在工厂预制,然后运输到现场进行组装。地板与定制软件相结合,可优化地板设计并控制制造。



至少减少60%的碳排放量


在ACORN的项目演示中,工作室将地板分成9块,还设计了可逆的接缝,以便地板在建筑物使用寿命结束时,可以拆卸并在其他地方重复使用,从而促进建筑行业的循环经济。


根据ACORN的计算,除了使用的混凝土比等效的平板少75%之外,该原型已经可以生产出比传统平板含碳量少40%的地板。团队还表示,随着工艺逐步优化,未来的研究可能会带来更多的节约。


ACORN模型中共有9个部件,每一个需要30分钟的时间来制作,而地板则需要一周的时间来组装。但一旦专业制造设施建成,速度应该会大大加快。这个4.5平方米的示范楼层,目前位于剑桥大学土木工程系NRFIS实验室内。



ACORN的目标是重塑混凝土在建筑中的使用


该原型是由一个由结构工程师、数学家和制造专家组成的跨学科团队开发的,合作伙伴包括工程和建筑公司Laing O’rourke。


混凝土在世界上是仅次于水的最广泛使用的材料,其产量约占全球二氧化碳排放量的8%左右。因此,建筑行业节约碳排放的最简单方法之一就是减少混凝土的使用,而ACORN项目提供了一种新思路。一旦系统扩大规模,它还可以为建筑行业节省大量成本。



(文章来源:砼策智库)


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