研究发现发电厂的混凝土墙随着使用而变得更坚固-科学探索-cnBeta.COM

在建造电厂时,设计和施工人员将优先在核心位置使用高质量的混凝土和其他建筑材料。然而,名古屋大学的一项研究发现,由于采用了独特的混凝土配方,随着时间的流逝,已经停运的老电厂的墙壁变得更坚固。据报道,普通的水泥基混凝土结构浸入海水中数十年后需要修复。

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数据图:日本滨冈核电站(摘自:Wiki / CC BY-SA 3.0)

相比之下,经过2000多年测试的意大利海洋屏障今天仍然屹立不倒。 最近的一项研究为我们揭示了这种现象的奥秘。

研究人员指出,古罗马混凝土的原始成分包含火山灰,当盐水渗入时,火山灰可以溶解,形成一种氧化铝(铝辉石)。 这种独特的配方使混凝土在使用时更坚固。

不幸的是,尽管该成分听起来像是提高水泥强度的理想添加剂,但实际操作的难度却很高。

为了制造这种晶体,必须在实验室中达到70°C(158°F)或更高的温度。 这种情况会削弱混凝土本身的强度。

转向该领域,似乎其他一些类型的化学过程可以产生矿物质并在较低温度下增强混凝土的结构。

以前,我们是在古罗马的海堤上发现这一事实的。 现在,名古屋大学的研究人员已经在核电站的墙壁上目睹了这一过程。

研究图(来自:ScienceDirect)

据报道,研究人员是从日本滨冈核电站1号机组的厚混凝土墙和平板上取样的。 该设备在1976年至2009年间已全功率运行16.5年,墙体暴露于40〜55℃(104〜131℉)的环境中。

出乎意料的是,样品中还检出了铝辉石。 通过计算,研究小组认为混凝土墙的强度与早期相比增加了三倍以上。

研究通讯员丸山一平说:“我们发现,这种反应类似于古罗马时代的混凝土,它可以大大提高发电厂的墙体强度。”

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(图片来自名古屋大学)

经过仔细的检查,研究小组发现了墙壁中残留的水分,这些水分与混凝土中的硅酸盐等矿物质发生了反应,从而增加了墙壁的碱含量,同时,还有更多的硅和铝离子可供使用。 该反应最终形成独特的结构。

展望未来,研究人员希望这一发现可以改善混凝土配方,使我们能够尽快使用更坚固,环保和耐用的混凝土建筑。

这项研究的详细信息已发布在最近出版的《材料与设计》杂志上。

原始标题为“现代波特兰水泥混凝土的长期使用:铝硅铁矿形成的影响”。

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