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新型拱形混凝土地板為減少碳排放提供了途徑
時間:2022-04-03    來源:砼策智庫     分享:
Universities of Bath, Cambridge and Dundee(巴斯大學、劍橋大學和鄧迪大學)的研究人員發明了一種地板,比目前的標準少用了75%的混凝土。他們表示,這可能會對建筑行業的碳足跡產生“重大影響”。

Universities of Bath, Cambridge and Dundee(巴斯大學、劍橋大學和鄧迪大學)的研究人員發明了一種地板,比目前的標準少用了75%的混凝土。他們表示,這可能會對建筑行業的碳足跡產生“重大影響”。

來自ACORN項目的英國研究團隊(該團隊稱他們的項目為“自動化混凝土施工”,簡稱“ACORN”)并不是開發新的混凝土替代品,而是通過結構分析,設計出一種與平常地板相比,僅使用四分之一混凝土的地板。

地板創新利用了混凝土的長處

任何厚的平面地板在人們走過時都會彎曲,而混凝土的抗彎強度不是很高,需要鋼筋加固。相反,混凝土具有良好的抗壓能力,拱形結構充分利用了這一點。當人們走過拱形地板時,重量就會沿著拱形結構向下流動,擠壓混凝土,而混凝土可以在沒有加固的情況下承受荷載。

ACORN團隊使用自動化的適應性模具和機器人混凝土噴涂系統,將混凝土分層噴涂到模具中,然后將混凝土放置在對擠壓影響最大的位置,讓它就像一個薄而彎曲的地板。拱形地板在工廠預制,然后運輸到現場進行組裝。地板與定制軟件相結合,可優化地板設計并控制制造。

至少減少60%的碳排放量

在ACORN的項目演示中,工作室將地板分成9塊,還設計了可逆的接縫,以便地板在建筑物使用壽命結束時,可以拆卸并在其他地方重復使用,從而促進建筑行業的循環經濟。

根據ACORN的計算,除了使用的混凝土比等效的平板少75%之外,該原型已經可以生產出比傳統平板含碳量少40%的地板。團隊還表示,隨著工藝逐步優化,未來的研究可能會帶來更多的節約。

ACORN模型中共有9個部件,每一個需要30分鐘的時間來制作,而地板則需要一周的時間來組裝。但一旦專業制造設施建成,速度應該會大大加快。這個4.5平方米的示范樓層,目前位于劍橋大學土木工程系NRFIS實驗室內。

ACORN的目標是重塑混凝土在建筑中的使用

該原型是由一個由結構工程師、數學家和制造專家組成的跨學科團隊開發的,合作伙伴包括工程和建筑公司Laing O’rourke。

混凝土在世界上是僅次于水的最廣泛使用的材料,其產量約占全球二氧化碳排放量的8%左右。因此,建筑行業節約碳排放的最簡單方法之一就是減少混凝土的使用,而ACORN項目提供了一種新思路。一旦系統擴大規模,它還可以為建筑行業節省大量成本。



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