混凝土是世界上使用最廣泛的建筑材料,雖然它與現代城市密切相關,但它的使用卻貫穿古今。古巴比倫人和埃及人曾用粘土和卵石的混合物構造建筑,一部分中國長城使用水泥狀材料將硬塊結合在一起。 在最簡單的形式中,混凝土由通過水泥和水結合在一起的硬質材料(骨料)的小顆粒組成,但是找到正確的成分組合需要涉及大量的化學知識。
但混凝土通常不會引起城市居民的注意,我們目之所及的大多數混凝土都是灰暗的,而且經常老化嚴重。除此之外,其生產是非常耗能的,一些人認為制造普通水泥(行業標準)時,所排放的二氧化碳占世界二氧化碳排放量的5%。幸運的是,在世界各地,正在努力實現混凝土綠色化,或者至少尋找使用它的新方法。
首先是一家英國公司Cemfree,如他們的名字所示,開發出一種無水泥混凝土,其代替碳酸鈣,硅,氧,鐵礦石和氧化鋁的混合物,它們的混凝土通過一種被稱為高爐礦渣的材料融合在一起,這是一種來自鋼鐵工業的廢物。 這樣做的最大好處是,它減少了二氧化碳的產生。
Cemfree聲稱,如果帝國大廈是用他們的混凝土建成,它將減少13319噸二氧化碳的排放量。許多建筑行業對這種材料的性能持懷疑態度。 生產沒有水泥的混凝土就像烘烤蛋糕沒有面粉,但測試結果表明,在許多領域它至少和傳統混凝土表現一樣出色,絕對值得一看。
另一種開始在混凝土界引起軒然大波的材料是Taktl。 Taktl是一種具有超高性能的混凝土(UHPC),在抗壓測試中表現出令人難以置信的強度,這要歸功于構成其結構的許多微小且緊密堆積的顆粒。這也同樣使其很耐用,比標準混凝土需要更少的水,意味著你可以使用更少的材料卻仍然可以達到所需的強度。但是使Taktl不同的是它的模型,“通常在市場上,UHPC作為一種摻水即可用的材料。為了減少材料的環境足跡,我們想做一些完全不同的事情。”Taktl聯合創始人同時也是化學家Lauren Flannery說,“我們與德國的一家研究機構G.TECZ合作,開發出能夠提供所需性能的配方,只需使用本地采購的材料。”
他們的愿景是開拓一系列區域性工廠來生產Taktl,同時控制由改變高性能混凝土成分而引起的變化。簡單講,他們效仿連鎖餐館的案例,本地的材料以標準化的方式處理使得產品在各處產生相同的味道。我喜歡這個概念,根據Taktl參與的項目數量來看,建筑師也如此行事。
我必須說,我最喜歡的創新混凝土的靈感來自苔蘚的黑點,你有時會看到它生長在建筑物上。這種生物適應性混凝土由Sandra Manso-Blanco博士在其博士期間開發,為已經存在于空氣中的微生物的生長和繁殖提供了一個完美的表面,但它不是一個在空氣中暴露混凝土任其發霉的情況。
Manso-Blanco博士(現在與Bartlett建筑學院的BiotA實驗室合作)設計了一個四層結構,首先是標準混凝土,然后是一層防水層。接下來是生物適應性混凝土層,它被設計成具有特殊的粗糙度和多孔性,提供了一個令人難以置信的舒適的“床墊”,適宜地衣和真菌生長。頂層設計用于收集和存儲水。
M-B博士表示,只有內層對建筑物的結構很重要,只有外層才能促進生長,那么這對于未來的建筑意味著什么呢?好吧,就像樹木和花朵,某種類型的地衣和真菌在不同季節生長繁茂,沒有兩個城市的空氣中有完全相同的微生物混合物。至少從理論上講,生物適應性混凝土可以提供對其周圍環境來說獨一無二的建筑物,并且這些建筑物全年都在變化。
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