據(jù)外媒New Atlas報道,生活在寒冷地區(qū)的人們可能已經(jīng)知道,冬天對混凝土并不友好。不過,這種情況可能會有所改變,這要歸功于一種模仿天然防凍劑的聚合物添加劑。當(dāng)雪融化成液態(tài)水,滲透到多孔混凝土中,然后隨著溫度的下降而再次凍結(jié),混凝土和溫度波動的問題就會出現(xiàn)。當(dāng)這些水凍結(jié)成冰晶時,它會膨脹,從內(nèi)部對混凝土施加壓力。在多次凍融循環(huán)的過程中,這將導(dǎo)致大塊的混凝土從材料表面彈出。
解決這個問題的一種方法是在攪拌時引入微小的氣泡,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(qū)的植物和動物產(chǎn)生的天然防凍劑。在副教授Wil Srubar III的帶領(lǐng)下,該團(tuán)隊通過將兩種現(xiàn)有的聚合物--聚乙烯醇和聚乙二醇結(jié)合在一起,著手復(fù)制這些化合物的效果。
當(dāng)將這些聚合物的鏈接分子加入到傳統(tǒng)混凝土中時,它們使材料內(nèi)形成的冰晶的大小減少了90%。結(jié)果發(fā)現(xiàn),即使經(jīng)過300次凍融循環(huán)后,處理過的混凝土也能很好地抵御冰害,同時也比含有氣泡的混凝土更結(jié)實、更不透水、更持久。
現(xiàn)在,人們希望這種添加劑的商業(yè)化版本能在5到10年內(nèi)上市。在此期間,科學(xué)家們將進(jìn)一步探索其在現(xiàn)實世界中的實用性和經(jīng)濟(jì)可行性。
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