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科学家揭示混凝土和沥青变质的原因

作者:小编 时间:2021-07-05 03:21:59 点击:

科学家揭示混凝土和沥青变质的原因(图1)

据国外媒体报道,科学家已经披露,现代混凝土和沥青结构的退化是由于这些结构中微量有机物的存在。水泥和沥青是现代建筑材料的重要组成部分,其中水泥用于建造各种建筑和结构,沥青主要用于高速公路和跑道。


科学家揭示了混凝土和沥青变质的原因

自19世纪以来,它们被广泛用于这些目的。据观察,现代混凝土结构和沥青结构的退化速度比历史结构快得多,但这种现象的原因仍不清楚。现在,来自六个研究机构的科学家,包括北海道大学名誉教授森喜朗(Akihiro Moriyoshi),揭示了现代混凝土结构和沥青路面中的微量有机物导致这些结构的退化。他们的研究成果发表在《PLOS一号》上。


现代混凝土结构和沥青路面的退化是一个主要问题。导致劣化的特征包括裂纹、分解和分层。就其预期用途而言,这些损坏的结构是不安全的,并且快速恶化会降低结构的预期寿命,并增加维护或更换的成本。


科学家揭示了混凝土和沥青变质的原因

科学家们着手开发一种评估混凝土劣化率的新方法。目前的方法是基于混凝土表面裂缝宽度和简单的化学试验。然而,它只给出了损坏程度的不完整图片。科学家们在实验中碰巧注意到,当商品水泥与水混合时,会产生一种奇怪的气味。他们假设气味是由有机物产生的,并研究了有机物对混凝土劣化的影响。


科学家揭示了混凝土和沥青变质的原因

科学家开发了一种一维瞬态渗水装置,可以在24小时内准确再现实验室暴露的混凝土结构和沥青路面的现场环境条件。当结合CT扫描时,该方法可用于评估损伤的准确性。科学家们从1960年开始测试日本的各种沥青样品,他们还测试了世界各地的一些混凝土样品,并以一个120年的混凝土样品作为参考。


科学家指出,现代混凝土结构和沥青路面中有许多有机分子:邻苯二甲酸酯、柴油尾气颗粒、表面活性剂和挡风玻璃清洗液。这些分子要么是在生产过程中引入的,要么是从环境中吸收的,会导致混凝土结构和沥青路面的快速劣化。


在水泥中的有机化合物中,邻苯二甲酸酯对水泥劣化的影响最大,其次是磷酸盐和AE减水剂。水中的有机物加速了沥青路面的劣化。科学家还表明,裂缝的宽度和长度是混凝土损伤的最佳决定因素,而无定形形成的程度是混凝土劣化的最佳决定因素。他们相信他们的发现可以用于开发耐久混凝土结构和沥青路面的新配方。