在被一場歷史上都少有的暴雪侵襲之后,美國東海岸城市大部分街道被42英寸深的積雪所覆蓋。即使暴風雪過去了幾天,這些城市還在努力清掃著街道與人行道上面的積雪。
來自內(nèi)布拉斯加州立大學的土木工程師ChrisTuan想出了一個更好的辦法來完成清理積雪這個艱巨的工作。在美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)的資助下,他制造出了一種可以導電的混凝土,這種新材料能夠攜帶足夠的電流去融化積雪,即便是在最肆虐的暴雪中也能工作。
這種混合物當中包括基本的混凝土(水泥、沙子以及水),不過Tuan將其中20%的材料用鋼屑與焦屑粉末替代,這兩種添加材料都是工業(yè)廢料。當這種制作完成的導電混凝土材料通過插入內(nèi)部的鋼筋接上電源后,就能夠源源不斷地產(chǎn)生熱量,并傳到混凝土的表面。
Tuan目前已經(jīng)制作了一塊200平方英尺的測試板料,并且在其辦公室外面將這塊導電混凝土板材連上120伏交流電去測試這種材料會如何工作。
如果這項試驗成功,F(xiàn)AA將會使用這種導電混凝土作為機場停機坪的建筑材料,希望能夠使得在冬季暴雪襲來時航班延誤情況最小化。除了機場,這項研究成果也可用于城市當中。
在2003年時,Tuan與他的電氣工程師同事LimNguyen制作了導電混凝土的測試版本,他們在一座長150英尺的橋上安裝了52塊這種導電混凝土預制板。「我們知道有很多大橋發(fā)生事故都是因為太冰冷,在橋頂部與底部的元件暴露在冰天雪地里。」Tuan花了5年時間得到了可導電混凝土的實驗結(jié)果,并且將其研究成果發(fā)表在寒帶地區(qū)工程學專業(yè)期刊上,證明這是一種非常有應用前途的材料。那座采用了實驗材料的大橋成功實現(xiàn)了自動除冰,而在三天的暴風雪中為導電混凝土供電僅僅花費了250美元,這比使用掃雪機或者融雪鹽要便宜得多。
從那時起,Tuan就一直致力于使這種導電混凝土材料更加經(jīng)濟實惠,這也更有利于大范圍推廣使用。他將其中造價高昂的導電材料合成碳替換為工業(yè)廢料,這大大降低了導電混凝土的成本,從每立方碼600美元降為300美元。
不過與普通的混凝土材料相比這仍然是一個不小的數(shù)目,畢竟一般的混凝土材料每立方碼僅需120美元。事實上,Tuan也不建議所有道路都使用這種導電混凝土來建造,他認為好鋼用在刀刃上,這種導電混凝土應該使用于暴風雪后事故高發(fā)的特殊路段,比如說十字路口、坡道以及條件較差的山區(qū)道路。
想要讓這種導電混凝土制作的道路能夠自動融雪融冰,關(guān)鍵就在于在暴風雪來臨前一天提前預熱?!溉绻?jīng)過了提前預熱,在暴風雪來臨時雪落在路面上可以立馬融化,這樣就不會形成積雪了?!筎uan解釋了導電混凝土的工作原理,并且補充道即便是觸摸這種混凝土所做的道路也是安全的。道路的帶電量要看具體的導電混凝土覆蓋面積,其最小帶電量不過48伏。
使用這種導電混凝土做出道路建筑材料,其好處會日益顯現(xiàn)。Tuan介紹道根據(jù)現(xiàn)在的實驗,每平方英尺導電混凝土材料道路的運營成本僅為2美分,其維護成本幾近于無,因為人們不再需要使用那些對于路面有腐蝕作用的化學融雪劑。Tuan期望在經(jīng)過進一步的測試之后,這種導電混凝土材料能夠得到FAA的認可,他對于這個很有信心?!冈谖?008年將這種導電混凝土材料用于大橋建設之后,我就對它充滿了自信,因為這種技術(shù)已經(jīng)足夠成熟了。」