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世界上第一座碳纤维增强混凝土建筑

用户Haseeb Jamal的头像
由:Haseeb贾马尔/:2020年6月09年,/可持续性研究钢筋混凝土
C3立方碳纤维混凝土建筑

位于德国德累斯顿工业大学校园内的一座两层楼高的建筑正在建设中,这将是世界上第一座完全用碳钢筋混凝土建造的建筑。该建筑占地2200平方英尺,预算为500万欧元(563万美元)。

该建筑由两个主要部分组成:一个预制的“盒子”;“扭曲”是由重量更轻、可弯曲的双弯曲屋顶组成钢筋混凝土.这座大学大楼将设有教室、实验室、展示空间和一个小厨房。它最大的吸引力和工程奇迹将是它的弯曲屋顶和24米长的无缝混凝土。Carbonhaus的设计设计师是Gunter Henn,慕尼黑建筑公司Henn的董事长。该项目由Architeckten Ingenieure Batzen (AIB)设计,而Assmann Advice + Plan提供结构规划服务。

德国德累斯顿大学(TU Dresden)混凝土建筑研究所(Institute of Concrete Construction)所长曼弗雷德·克尔巴赫(Manfred Curbach)教授说:“当我们开始发表碳增强混凝土的第一个研究成果时,我们受到了人们的欢迎。这是无稽之谈。这一话题将在三年内消失。”那是在1998年。22年后的今天,尽管目前形势艰难,世界上第一座完全由碳增强混凝土建造的建筑正在德累斯顿理工大学校园里建造。他补充说:“这是土木工程历史上的一次巨大飞跃。”乐动体育赞助商

钢筋混凝土命名为碳混凝土复合材料,命名为C3或立方体。

弧形屋顶和24米无缝混凝土墙是Carbonhaus的两个特点。
弧形屋顶和24米无缝混凝土墙是Carbonhaus的两个特点。

什么是碳纤维增强混凝土?

碳纤维增强混凝土是一种由碳纤维和聚合物组成的复合产品,碳纤维提供强度和刚度,聚合物将纤维结合在一起,形成一种基体。微纤维或大纤维可以是合成纤维或天然纤维。业内的共识是,这种加固可以显著提高复合材料使用的结构的寿命。

CUBE所用的碳纤维是由石油基聚丙烯腈(PAN)生产的。它也可以由木质素制成,木质素是一种从造纸废料中提取的有机聚合物。慕尼黑工业大学一直在探索用藻类油生产碳纤维。

碳纤维增强混凝土的重要性及应用

它提供了更多的耐久性和更好的环境比标准的建筑材料混合。碳增强材料提供了比传统的钢和混凝土建筑构件更抗开裂和侵蚀。然而,使用新的替代方案仍面临一些监管和经济障碍。

至少有一半的混凝土是典型的建筑组件用于保护钢筋不受腐蚀。因此,高达60%的混凝土结构是混凝土和钢筋必须支持的结构自重,增加了结构的成本。

专家表示,由于钢铁和混凝土“是协同作用的,而不是共同作用的”,由此产生的构件继续容易开裂和侵蚀,以至于建筑和基础设施的寿命远远低于它们应该维持的时间。“它们的设计考虑的是强度,而不是耐久性,没有人在服役10年后要负责任。”

另一方面,碳增强材料的重量约为钢的四分之一,具有相同的抗拉强度。复合组件更耐用,减少高达70%的温室气体排放。虽然它可能需要20年的时间才能成为主流,并需要法规,但一旦生效,它将有助于加速一氧化碳的下降2

然而,碳混凝土不仅可以用于加固或翻新桥梁或结构。它为建筑业发展一种全新的建筑和生活方式铺平了道路。碳混凝土使建筑的内墙只由几厘米厚的面板组成,从而提供了以细长、轻盈和美学原则为特征的新的设计可能性。因此,潜在的应用将扩展到建筑工程的整个领域——无论是翻新还是新建。

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