苹果电脑用双系统好吗:《“透明水泥”：让阳光穿透墙壁》中国最著名博客女王干群精美作品编号2011022101

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《“透明水泥”：让阳光穿透墙壁》

 

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《“透明水泥”：让阳光穿透墙壁》
在2010年的上海世博会上，意大利馆半透明的建筑颇为引人注目。这种“透明”的效果源于意大利水泥集团开发的一项创新技术，一种结合允许光线透过的特殊树脂的新型干拌混凝土产品——“透明水泥”。采用这种水泥建成的建筑物，整面墙就像个巨大的窗户，阳光能穿透墙体射进室内。也许在不久的将来，人们享受日光浴多了一个选择——在自己家的床上。
半透明的意大利馆
不少到世博会参观过意大利馆的游客们对这座奇妙的建筑都记忆犹新：进入这座梦幻般的建筑，今天和明天的感受也许完全不同。因为展馆的外观采用了“透明水泥”，因此光线在这里不再是阳光明媚或者阴云密布的单一模式，从一个区域到另一个区域，不同质地的“透明水泥”感受着不同的室外温度，做出不同的反应。在透光的房子里，太阳光透过墙壁照进室内，房间墙壁看上去像一个巨大的半透明玻璃，你会与从空中洒下的自然光相遇，仿佛置身于大自然中。
透光环保节能
之前，建筑物中与室内外连接的通透性主要靠玻璃来实现，但玻璃外墙存在着一些局限，例如光污染、能量消耗较大等问题。而将玻璃与水泥相结合的“透明水泥”则很好地解决了这些问题，人们既可实现在室内温暖自在，又可享受自在阳光，并且大大降低了电能的消耗。
这种“透明水泥”被命名为“i.light”，乍一看“透明水泥”和正常水泥的外观，二者没有什么不同。可是近距离观察就能发现“透明水泥”中分布着无数宽度为2~3毫米的小孔，这种小孔具有特定的结构，可在不破坏建筑物结构整体性的前提下，可使光线渗透进来，减少室内灯光使用量，从而节省能源。
世博会上的意大利馆是目前唯一一座运用透明水泥建造的建筑物，使用这种材料的建筑物，白天室内不用开灯。目前，意大利水泥集团正在与米兰理工大学合作确定正确评估能源节约的定量标准，以证明“透明水泥”能够节约多少电力。
可营造光影梦幻
根据意大利水泥集团的官网资料显示，意大利馆高18米，大约40%的墙面使用了“透明水泥”，共用了3774块混凝土预制件，每块混凝土预制件的尺寸为100cm×50cm×5cm，25公斤重。每个透明水泥板上大约保持20%的透明性，半透明水泥板的透明性为10%。光线透过不同玻璃质地的透明混凝土照射进来，使得场馆在一天内可连续不断地变换出不同光影效果，营造出梦幻的色彩效果，利用各种成分的比例变化还能达到不同透明度的渐变。同时，展馆内外的人们也可以透过“透明水泥”互相看见，了解室内外情况。
白天阳光可以透过墙面进入室内，可以少开电灯，节约能源；而到了晚上，场馆内部灯光穿越到场馆外的街道，折射出正在涌入场馆内的人们的身影，形成梦幻的效果。
透光密码：
水泥+树脂
“透明水泥”最早是由匈牙利建筑师阿隆·罗索尼奇发明，当时的“透明水泥”的原理是把光导玻璃纤维混入混凝土中。瑞典曾使用这种透明混凝土薄片砖制作人行道，白天它看起来跟普通人行道地砖没区别，但晚上它会被埋设在下面的灯照亮。而一种特殊的化学添加剂也使得“透明水泥”跟传统水泥一样坚固。有建筑师认为，如果楼宇发生紧急情况以及断电时，透明墙可成为逃生的指示处。
不过研究人员认为把光纤加入混凝土中的方式没有使用特殊树脂效果好，意大利水泥集团实验室于2008年开始实验，研究人员发现了一种特殊的聚合物，并通过特殊技术将其融合到产品中，研制出一种更有效的“透明水泥”，克服了原产品很难在工业上应用的问题。
意大利水泥集团的创意总监恩里克·伯尔嘉勒罗在接受媒体采访时说：“用特殊树脂生产的‘透明水泥’更便宜，并且树脂具有比光导纤维更广的视角，‘捕捉’光的能力更强。” 同时他还指出，“使用‘透明水泥’具有大量使用玻璃外墙的建筑物所无法确保的强度。采用这种树脂‘透明水泥’来制造混凝土预制件，建造工程本身也很容易进行，比使用光导纤维的‘透明水泥’在建设和实用阶段更不易碎，强度更高。”
水泥也可“大变脸”
“目前在我国的建筑工程中还没有使用过这种‘透明水泥’。”中交四航局第二工程有限公司中心试验室总工程师刘文利在接受记者采访时表示，日常建造所使用的传统水泥的基本成分主要是水泥加上沙、石和水，但在实际使用中，可额外加一些特殊材料来改变传统水泥的一些特征：比如加入一些粉煤灰，可降低水泥用量，节约成本；加入硅灰或者矿粉，可以增加混凝土的耐久性；加入聚丙烯纤维，可以减少混凝土表面龟裂……
“意大利水泥集团发明的‘透明水泥’是在水泥中添加了树脂，虽然具体他们如何结合的，我们目前还无法得知，但是目前在某些特殊的建筑工程中，我们也会在水泥中混加树脂，将树脂替代水来搅拌。”刘文利说，“树脂的强度很高，但也很脆，容易一下子裂开，但如果能保证在其强度范围内就没有问题。”
流程猜想：结构设计是关键
由于开发出“透明水泥”的意大利水泥集团没有公布材料的详情，因此我们只知道“透明水泥”中的透明部分是一种新型材料，类似于玻璃，但玻璃是无法与水泥结合的，而这种透明体能够很好地和水泥结合在一起，并能相互作用，提高抗折度和抗压度，还能根据加入透明体的多少控制水泥板的透光度。
中国材料研究学会青年委员会理事、中山大学化学与化学工程学院副教授张艺告诉记者，“透明水泥”主要是由不透光的水泥和透光的树脂这两种材料组成，其中不透光的部分主要是由水泥、沙子、合成纤维和钢筋混合而成，而透光的树脂则有可能是像有机玻璃一样具有良好光学性能的材料。“透明水泥”的制作流程有可能是先制造好一个带孔的模板，然后将水泥基材浇筑进去，最后才在预留的孔位上灌注光学树脂，经过一定的化学反应，形成了水泥与树脂相结合的“透明水泥”。“这种特殊水泥板的技术关键应该在于光学材料的选择以及水泥板的结构设计，例如孔的大小比例、疏密程度等。”张艺分析道。
据张艺介绍，有机玻璃比普通玻璃的强度要大很多，在日常生活中，不少窗户、茶几、饭桌都会运用到有机玻璃；有机玻璃的透光率也比普通玻璃的高，有机玻璃的透光度达到92%，而普通玻璃的透光度则是80%左右。此外，有机玻璃能透过73%的紫外线，而普通玻璃的紫外线透过率则非常低。
“我们可以把一面用‘透明水泥’建造的墙形象地看成是墙上安装了无数微型窗户，其光学性能非常好。与之前使用光纤所制备的‘透明水泥’相比，这种‘透明水泥’结构设计的透光性更强，而且应用更加灵活，可以根据孔的大小或多少来控制其透光性。根据意大利水泥集团的官方网站资料显示，他们可以把透明水泥的透光性控制在10%~30%，只要其强度能满足建筑要求就可以了。这种墙体一般采用钢结构框架，‘透明水泥’则安装在框架内部的空间。”张艺形象地描述道。
未来可广泛应用
记者浏览意大利水泥集团的官网资料，发现这种透明混凝土的物理和化学特性都跟水泥差不多，主要特点有：透光度佳、隔热性佳、无机材质、绿色环保、经久耐蚀、施工迅速、颜色多样。作为展馆的装饰，它产生的是像玻璃幕墙那样的作用，但并不承重。上海世博会是“透明水泥”第一次被使用，建筑多样、功能集成将成为这种材料未来应用的方向。
对于“透明水泥”这种新型材料在未来的应用，张艺副教授也比较看好：“透明水泥具备如此高透明度源自于一种特殊的树脂与水泥的混合，大量的、颜色各异的树脂组合在一起可折射五彩斑斓的灯光，进一步加大了室内自然光照明的效果，有很好的视觉感觉。” 据介绍，这种透明混凝土还可以进一步优化，比如将透明体制成不同的颜色；在透明体内加上LED灯等等，适用于展馆、娱乐场所、仿古建筑，甚至家具台面等等。



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