生物混凝土治愈基础设施的未来

美国’的基础架构出现故障,但是如果“smart” materials such as concrete, metals, and plastics could 愈合 的 mselves, creating a 聪明er infrastructure of 的 future?

随着研究人员和科技公司正在努力将其提供给建筑业,这一现实可能还差得远。

自修复混凝土的核心是解决混凝土中的典型缺陷,这会增加其维护成本并缩短其使用寿命。它有助于解决诸如渗透性,微裂纹,冻融破坏和防水等问题。

首席分析师劳伦斯·加斯曼(Lawrence Gasman) 科技研究, says that self-healing materials in general are capable of 愈合ing small cracks and similar levels of damage.

“尽管没有人认为自我修复材料能够修复大孔,但要点是,小裂纹经常会在一段时间内变成严重的损坏,因此有限的自我修复可以证明是合理的,而不仅仅是表面修复,” he explains.

具有帮助的能力“heal”在基础设施方面,这些新材料将来可能会对建筑行业产生影响。

生物混凝土:前进的方向?

尽管人们尝试了各种机制来自我修复混凝土,但生物混凝土也许是最有效的方法之一。“famous,”据加斯曼说。

加斯曼解释说,在生物混凝土中,细菌是用于治愈的机制。据他所知,这种材料仍然离商业化还有些距离。

去年,Bio-concrete获得了相当大的关注,当时,Henk Jonkers是 代尔夫特大学 和他未来的生物混凝土被提名为欧洲发明家奖—这是欧洲专利局的一项举措。

在最简单的形式下,混凝土中嵌入了细菌—根据Jonkers的说法,它能够在混凝土中生存200多年。

If a crack forms, 的 concrete will 愈合 itself. It is that simple.

科技研究的加斯曼解释说,然而,挑战是生物混凝土将是昂贵的,但是考虑到在修路,桥梁,隧道和人行道上花费了多少钱,这可能是有原因的。

他解释说,最初的用户可能是大型私人建筑,例如想要提升高科技形象的跨国公司总部。他说,尽管如此,仍需要数十年的时间才能自我修复混凝土。“为了做到这一点,价格将不得不大幅下降,” he says.

然后,今天市场上已经有其他形式的自愈材料。

克里斯·陈(Chris Chen),导演 Penetron专业产品,说生物混凝土只是一系列自我修复材料中的一种—已经对建筑业产生了影响。

“Penetron等晶体自修复产品已经使用了数十年,已经为全球许多商业和工业项目提供了自修复保护,” he explains. “通过在浇筑混凝土时实施,可以节省建设项目的时间和劳动力,并延长处理后混凝土的使用寿命。”

他补充说,最近的研究证明,Penetron晶体自修复产品可以为结构增加多达60年的使用寿命’s life.

陈补充说“尽管(生物混凝土)显示出希望,但它仍无法像晶体自我修复系统那样在日常商业应用中证明自己。”对于承包商,Chen建议查看具有良好记录的产品。

同时,加斯曼说,确实参与了这些先进材料的承包商应与开发它们的技术人员紧密合作。“几乎可以肯定会出现问题,与设计该材料的人员一起工作无疑将有助于减轻这些问题。”

这些“smart” materials could be part of 的 makeup of 的 next generation of 聪明 cities and infrastructure.

将智能置于结构中

根据一个 报告 from 科技研究 released earlier this year, 聪明 structures—包括自我修复材料—建筑业将增长。

实际上,这家研究公司表示,建筑物,桥梁和隧道的智能结构市场将在提高能效,降低建筑成本,延长建筑物寿命甚至改善建筑物美观的基础上腾飞。

This fits in well with 的 latest trends toward IoT (Internet of Things), SHM (structural 愈合th monitoring) systems, and more.

该报告还量化了智能建筑结构中使用的智能材料和组件的机会 —其中包括形状记忆合金和聚合物,自愈材料,各种传感器等等。

该研究公司尤其着眼于未来,并预测智能结构将看到镍钛诺形状记忆合金的使用,以替代传统的钢混结构,并利用其在建筑物或桥梁受到压力时能够自我修复的能力。 。

Overall, it predicts 的 total 聪明-building structure market will produce around $150 million in 聪明 materials sales in 2021.

Another unique area that could see some traction is 聪明 building skins, which are mostly found in high-profile projects and experimental buildings.

“首先,我们认为智能材料已用于大型建筑物的结构健康监测,尤其是那些易受地震活动影响的建筑物,”n-tech Research的Gasman说。“这可以基于常规传感器。但是,SHM将逐渐使用智能材料嵌入建筑物本身的结构中,并且趋势将朝着智能建筑表皮发展,在这种情况下,建筑围护结构的传感功能和常规功能已完全融合在一起。”

该报告还显示,在未来几年中,重点将放在结构健康监控系统上。利用智能材料和传感器,结构健康监控将逐渐成熟,可提供地震防护,并将其转变为更广阔的市场。

建筑中使用的材料和技术都在不断发展—并将在未来几年内影响行业。随着对提高能源效率,增加建筑物寿命和降低建筑总成本的需求不断增加,技术的使用也将不断增加。




相关文章