研究证实:再生混凝土钢板材可全面替代传统结构,性能不逊色甚至更优

钢材与再生混凝土复合板材在结构性能上可与传统板材匹敌,甚至在某些情况下更胜一筹——这是卡利亚里大学与米兰理工大学联合团队在 SARCOS 项目(钢材与再生混凝土板材)中取得的主要成果。相关研究已发表在期刊《材料与结构》上。

该项目的核心思路,是用再生材料和建筑拆除产生的废弃碎石,替代混凝土中原本使用的天然骨料,以此在建筑领域引入循环经济模式,减少对自然资源的消耗。传统建筑用砂多来自河床和冲积沉积物,新技术的发展则为回收利用提供了可能,从源头上减少开采活动,对自然环境形成保护。

再生混凝土本身已在全球多国得到应用,但研究团队的创新之处在于,将再生混凝土与高强度型钢板组合成复合板材,开发出一种在结构层面具有竞争力的新型产品。

整个系统在设计之初就考虑了全生命周期的可回收性:不仅混凝土部分可通过再生利用重新进入材料循环,钢材也可以熔化后在后续工程中再次使用。

“由再生材料制成的混凝土,其性能可能低于传统混凝土,这与生产工艺密切相关。但在我们的项目中,通过对全尺寸构件进行试验,我们证明在复合板结构中,整体性能并未下降,甚至在某些情况下有所提升。我们测试了再生混凝土替代率从 30% 到 100% 的多种配比,结果都保持在稳定水平。”卡利亚里大学土木、环境与建筑工程系教授、项目牵头人弗拉维奥·斯托基诺表示。

除斯托基诺外,来自撒丁岛大学的团队成员还包括教授莫妮卡·瓦尔德斯,以及研究员乔万娜·孔库和马尔科·祖卡。

“很多人并不了解,建筑用砂并不是来自沙漠,而主要取自河流或冲积采石场。通过采用再生骨料,可以减少对这些资源的进一步开采,从而帮助保护原始自然环境。砂是建筑中使用量最大的材料之一,其过度消耗已经引发所谓的全球‘砂危机’。”米兰理工大学建筑、建成环境与建筑工程系(DABC)研究员、项目中米兰理工大学的协调人马尔科·西蒙切利指出。

“因此,按照我们的方案,可以利用拆除那些被称为‘生态怪兽’、对环境造成负面影响的建筑物时产生的碎石,来替代传统建筑用砂。”西蒙切利总结道。


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