混凝土是世界上使用最廣泛的建筑材料,雖然它與現(xiàn)代城市密切相關(guān),但它的使用卻貫穿古今。古巴比倫人和埃及人曾用粘土和卵石的混合物構(gòu)造建筑,一部分中國長城使用水泥狀材料將硬塊結(jié)合在一起。 在最簡單的形式中,混凝土由通過水泥和水結(jié)合在一起的硬質(zhì)材料(骨料)的小顆粒組成,但是找到正確的成分組合需要涉及大量的化學(xué)知識。
但混凝土通常不會引起城市居民的注意,我們目之所及的大多數(shù)混凝土都是灰暗的,而且經(jīng)常老化嚴(yán)重。除此之外,其生產(chǎn)是非常耗能的,一些人認(rèn)為制造普通水泥(行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))時,所排放的二氧化碳占世界二氧化碳排放量的5%。幸運的是,在世界各地,正在努力實現(xiàn)混凝土綠色化,或者至少尋找使用它的新方法。

首先是一家英國公司Cemfree,如他們的名字所示,開發(fā)出一種無水泥混凝土,其代替碳酸鈣,硅,氧,鐵礦石和氧化鋁的混合物,它們的混凝土通過一種被稱為高爐礦渣的材料融合在一起,這是一種來自鋼鐵工業(yè)的廢物。 這樣做的最大好處是,它減少了二氧化碳的產(chǎn)生。
Cemfree聲稱,如果帝國大廈是用他們的混凝土建成,它將減少13319噸二氧化碳的排放量。許多建筑行業(yè)對這種材料的性能持懷疑態(tài)度。 生產(chǎn)沒有水泥的混凝土就像烘烤蛋糕沒有面粉,但測試結(jié)果表明,在許多領(lǐng)域它至少和傳統(tǒng)混凝土表現(xiàn)一樣出色,絕對值得一看。
另一種開始在混凝土界引起軒然大波的材料是Taktl。 Taktl是一種具有超高性能的混凝土(UHPC),在抗壓測試中表現(xiàn)出令人難以置信的強度,這要歸功于構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的許多微小且緊密堆積的顆粒。這也同樣使其很耐用,比標(biāo)準(zhǔn)混凝土需要更少的水,意味著你可以使用更少的材料卻仍然可以達到所需的強度。但是使Taktl不同的是它的模型,“通常在市場上,UHPC作為一種摻水即可用的材料。為了減少材料的環(huán)境足跡,我們想做一些完全不同的事情。”Taktl聯(lián)合創(chuàng)始人同時也是化學(xué)家Lauren Flannery說,“我們與德國的一家研究機構(gòu)G.TECZ合作,開發(fā)出能夠提供所需性能的配方,只需使用本地采購的材料。”

他們的愿景是開拓一系列區(qū)域性工廠來生產(chǎn)Taktl,同時控制由改變高性能混凝土成分而引起的變化。簡單講,他們效仿連鎖餐館的案例,本地的材料以標(biāo)準(zhǔn)化的方式處理使得產(chǎn)品在各處產(chǎn)生相同的味道。我喜歡這個概念,根據(jù)Taktl參與的項目數(shù)量來看,建筑師也如此行事。
我必須說,我最喜歡的創(chuàng)新混凝土的靈感來自苔蘚的黑點,你有時會看到它生長在建筑物上。這種生物適應(yīng)性混凝土由Sandra Manso-Blanco博士在其博士期間開發(fā),為已經(jīng)存在于空氣中的微生物的生長和繁殖提供了一個完美的表面,但它不是一個在空氣中暴露混凝土任其發(fā)霉的情況。
Manso-Blanco博士(現(xiàn)在與Bartlett建筑學(xué)院的BiotA實驗室合作)設(shè)計了一個四層結(jié)構(gòu),首先是標(biāo)準(zhǔn)混凝土,然后是一層防水層。接下來是生物適應(yīng)性混凝土層,它被設(shè)計成具有特殊的粗糙度和多孔性,提供了一個令人難以置信的舒適的“床墊”,適宜地衣和真菌生長。頂層設(shè)計用于收集和存儲水。
M-B博士表示,只有內(nèi)層對建筑物的結(jié)構(gòu)很重要,只有外層才能促進生長,那么這對于未來的建筑意味著什么呢?好吧,就像樹木和花朵,某種類型的地衣和真菌在不同季節(jié)生長繁茂,沒有兩個城市的空氣中有完全相同的微生物混合物。至少從理論上講,生物適應(yīng)性混凝土可以提供對其周圍環(huán)境來說獨一無二的建筑物,并且這些建筑物全年都在變化。
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