據外媒New Atlas報道,生活在寒冷地區的人們可能已經(jīng)知道,冬天對混凝土并不友好。不過(guò),這種情況可能會(huì )有所改變,這要歸功于一種模仿天然防凍劑的聚合物添加劑。當雪融化成液態(tài)水,滲透到多孔混凝土中,然后隨著(zhù)溫度的下降而再次凍結,混凝土和溫度波動(dòng)的問(wèn)題就會(huì )出現。當這些水凍結成冰晶時(shí),它會(huì )膨脹,從內部對混凝土施加壓力。在多次凍融循環(huán)的過(guò)程中,這將導致大塊的混凝土從材料表面彈出。
解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是在攪拌時(shí)引入微小的氣泡,使混凝土更加多孔。一旦材料變硬,這些氣泡會(huì )給冰晶形成空間,從而降低壓力。但不幸的是,這樣的混凝土并不像普通的材料那么堅固。此外,其增加的孔隙率使更多的潛在有害的水和路鹽等腐蝕性元素一起進(jìn)入。
相反,科羅拉多大學(xué)波爾得分校的科學(xué)家們將目光投向了生活在北極和南極地區的植物和動(dòng)物產(chǎn)生的天然防凍劑。在副教授Wil Srubar III的帶領(lǐng)下,該團隊通過(guò)將兩種現有的聚合物--聚乙烯醇和聚乙二醇結合在一起,著(zhù)手復制這些化合物的效果。
當將這些聚合物的鏈接分子加入到傳統混凝土中時(shí),它們使材料內形成的冰晶的大小減少了90%。結果發(fā)現,即使經(jīng)過(guò)300次凍融循環(huán)后,處理過(guò)的混凝土也能很好地抵御冰害,同時(shí)也比含有氣泡的混凝土更結實(shí)、更不透水、更持久。
現在,人們希望這種添加劑的商業(yè)化版本能在5到10年內上市。在此期間,科學(xué)家們將進(jìn)一步探索其在現實(shí)世界中的實(shí)用性和經(jīng)濟可行性。
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