新型3D列印混凝土可彎曲!柔韌度提升12% 連NASA都想用

編譯/Elisa

混凝土抗壓強度高,但在拉伸狀態下十分易碎,因此無論是人行道、建築物或橋梁,都會頻頻出現裂痕,需要持續維護。而像地震和強風等天災產生的力對混凝土結構產生張力,更突顯混凝土脆弱的缺點。全球研究人員一直在努力解決這項問題,現在美國新墨西哥大學研究人員開發出一種能夠3D列印生產的新型混凝土,能建造更安全、更耐彎的基礎建設。

新墨西哥州研究人員已獲得 3D 列印的可彎曲混凝土材料的專利。
新墨西哥州研究人員已獲得 3D 列印的可彎曲混凝土材料的專利。(圖/取自 University of New Mexico 官網)

新型3D列印混凝土材料耐彎度提升12%

現有的3D列印建材仍需要靠傳統材料、例如鋼梁或鋼筋加固,也就失了3SD列印自動化的優勢。科學家測試四種不同材料,包括聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、矽灰(silica fume)、煤灰(fly ash)和乙烯龍(ultra-high molecular weight polyethylene)的彎曲度和拉伸強度,研發出這款新型的自增強(self-reinforced)超延展(ultra-ductile)水泥材料,結合高含量的短聚合物纖維(short polymeric fibers),兼具抗拉強度和柔韌度,受到外力彎曲或拉伸時,能將所有混凝土黏在一起,應變能力比傳統材料高11.9%,在進行3D列印時還能維持所需的硬度,又不會堵塞噴嘴。

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NASA想拿新材料在外太空蓋房子

這項突破性發明引起美國NASA太空機構興趣,想用這種可3D列印的材料,在其他星球建造居住地,因為不可能將大量建築工人或重型建材送到外太空。新型可彎曲混凝土材料有望成為建築業變革者,讓建築結構更能抵抗自然災害,減少頻繁維護的成本,同時還能將建造自動化程度提升至最大,降低傳統施工成本和風險。

 

資料來源:Interesting Engineering

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