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纤维水泥助建抗震屋

  图:科大梁坚凝展示新材料

  传统砖混结构硬度和脆性大,以致川震期间,不少灾区居民被突然崩塌的砖墙砸中或掩埋。香港科技大学土木及环境工程学系系主任梁坚凝参与的─“准脆性水泥基础材料控裂机理与高韧化製备理论及方法”,利用高韧性纤维水泥基材料,将外力“化整为零”。目前可吸收高达一百倍的能量。该项目获得2012年度国家自然科学一等奖。/本报记者 成野

  “准脆性水泥基础材料(UHTCC)控裂机理与高韧化製备理论及方法”是两地科研合作的产物,由来自浙江大学、香港科技大学、汕头大学、大连理工大学的六位学者携手完成。

  作为团队一员──科大教授梁坚凝表示,传统混凝土遇到强震会产生巨大裂纹,以致没有预警地跌出砖石或突然断裂。而项目发展出的超高韧性水泥基复合材料,因加入纤维提升韧性亦可以缚住砖石;且材料受外力多重开裂,将冲击产生的大裂纹,化为数条两至三毫米的小裂纹。

  能支撑多三倍时间

  “一般受力情况下,新材料可以(比一般水泥)支撑多三倍的时间”。梁坚凝说,在地震时房子晃动而不立即崩塌,产生预警供人逃生;另外,新材料吸收能量,“不会像钟摆一样一直那么强烈”,当馀震减弱,房子将停止晃动。

  “不是说,用了高韧性水泥,钢筋就不要用了。”梁坚凝解释,恰恰相反,新材料将更好地保护钢筋。传统的水泥产生裂缝后“水和空气渗入,钢筋易被腐蚀。”而新材料具有极强的裂缝控制能力,即使在恶劣天气环境下,仍然可以保持结构的耐久性。梁坚凝表示,在水泥浇筑时,先在末班内浇筑一层UHTCC,再浇筑混凝土,于是樑底裂缝受控不易打开,钢筋銹蚀得以减慢。“未来可以在修建大坝时使用。”

  渔光?翻新曾使用

  新材料是否可在本港推广使用?梁坚凝说,目前在香港所用并非结构性用途,而是作大楼批荡。本港时有报道,外墙石屎跌出致路人遭“飞来横祸”,尽管屋宇署推出强制验楼计划,就楼宇外墙定期进行一次订明检验。“但就算七年一次,如果之间出现问题怎么办?”而准脆性水泥韧性更佳,有纤维可“抓住”将跌出来的部分。多年前已助香港房屋协会,在香港仔渔光?翻新中使用,“几年过去都没石屎跌落”。

  梁坚凝表示,推广UHTCC最大的难度,在于其价格是传统水泥的四至五倍。“使用日本造的纤维,只佔2%的纤维,就对应六成的成本”。但不少震区房子建得如此不堪一击,“除了豆腐渣工程外,最主要是没钱,比如在震塌的外墙中发现泡沫板,其实这不是豆腐渣工程,而是最简单的隔热方式”。

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