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科学家开发天然防冻剂的人工合成版,有望使混凝土更持

发布日期:2020-05-30 04:11   来源:未知   阅读:

据外媒New Atlas报道,生活在寒冷地区的人们可能已经知道,冬天对混凝土并不友好。不过,这种情况可能会有所改变,这要归功于一种模仿天然防冻剂的聚合物添加剂。当雪融化成液态水,渗透到多孔混凝土中,然后随着温度的下降而再次冻结,混凝土和温度波动的问题就会出现。当这些水冻结成冰晶时,它会膨胀,从内部对混凝土施加压力。在多次冻融循环的过程中,这将导致大块的混凝土从材料表面弹出。

解决这个问题的一种方法是在搅拌时引入微小的气泡,使混凝土更加多孔。一旦材料变硬,这些气泡会给冰晶形成空间,从而降低压力。但不幸的是,这样的混凝土并不像普通的材料那么坚固。此外,其增加的孔隙率使更多的潜在有害的水和路盐等腐蚀性元素一起进入。

相反,科罗拉多大学波尔得分校的科学家们将目光投向了生活在北极和南极地区的植物和动物产生的天然防冻剂。在副教授Wil Srubar III的带领下,该团队通过将两种现有的聚合物--聚乙烯醇和聚乙二醇结合在一起,着手复制这些化合物的效果。

当将这些聚合物的链接分子加入到传统混凝土中时,它们使材料内形成的冰晶的大小减少了90%。结果发现,即使经过300次冻融循环后,处理过的混凝土也能很好地抵御冰害,同时也比含有气泡的混凝土更结实、更不透水、更持久。

现在,人们希望这种添加剂的商业化版本能在5到10年内上市。在此期间,科学家们将进一步探索其在现实世界中的实用性和经济可行性。

“我们特别兴奋,因为这代表着脱离了70多年的传统混凝土技术,”Srubar说。“在我们看来,这是在正确方向上的一次飞跃,为全新的外加剂技术打开了大门。”

有关这项研究的论文最近发表在《Cell Reports Physical Science》杂志上。

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