解决扭转墙体难题：碳纤维混凝土

来源：建日筑闻


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HENN 建筑事务所提出了全球第一座碳纤维混凝土建筑的概念设计，并将其称为“立方体（Cube）”。这栋 220 平方米的实验建筑包含实验室和活动室，位于德累斯顿工业大学内，设立了一个建筑和结构创新上的范式。项目地处 Fritz-Foerster 广场的中心，其会议和展览空间邀请公众入内，并给学生提供了校区内的中心场所。实验室和配套功能的共存，满足了知识交流、相互启发和科学研究的目标。


版权: Iurii Vakaliuk

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这栋碳混凝土的实验建筑是创新建造材料 C3 研究项目的一次展示，C3 即为碳混凝土复合材料，该项目由德国联邦教育和研究部资助。在这个研究项目中，碳混凝土作为碳和高性能混凝土的一种全新结合方式，被研究和开发。基于这种全新的建造材料，轻巧而坚固的碳纤维可实现灵活且节约资源的建筑结构。这种创新材料的转向可以将建筑中的二氧化碳排放量最大减少 50%。


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设计通过天花和墙面的顺畅融合，以单一形式重新诠释了碳纤维的纺织特性，展现了一种环保设计与形式自由相结合的未来建筑，以及对最基本建筑元素的重新思考。墙面和天花不再是分开割裂的元素，而是融为一体且在功能上有所作为的有机连续体。打开的屋顶还可引入天光，进一步强调项目的有机形态。通过项目的设计呈现，碳混凝土以一种直击人心的方式展现了材料的设计可能，而建筑也成为了一件雕塑。


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碳纤维混凝土碳纤维混凝土被视作未来建造业的极大可能性之一，它结合了强度、轻质和灵活性的优势。此外，在现今这样面临严重环境危机的时代，建造业的建造方法被不断审视，碳纤维混凝土作为一种接近可持续发展准则的替代建材出现。在实践中，碳纤维混凝土使用碳网替代钢筋，使得它比普通钢筋混凝土强度高 4 倍，而且更轻质，以其节省材料和成本的特点引人注目。它的制造是通过热分解（热解）过程进行的，在这个过程中，极细的碳晶股被提取出来并形成碳网，混凝土在其上铺展开直至硬化。它的优势因而在于这大约 5 万根比人头发丝还细得多的纤维，被加工形成网格结构。


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德国德累斯顿技术大学一直引领对这一新型材料的研究，并在最近表示，它具有彻底改变土木建造的潜力，尤其对于大型基础设施项目，如桥梁和高架桥。这是因为，除了可以在无坍塌风险的前提下提供更大跨度，碳纤维混凝土还有能力生成轻质得多的预制部件，从而减少大型吊车的使用。

不仅仅只是轻质和高结构强度，碳纤维混凝土的其他优势包括，它不像钢铁一样会锈蚀，因而相比于传统混凝土，它可以保证更长的生命周期。因此，不再需要厚厚的混凝土层来保护钢材不受腐蚀，这一材料的减少会在土木建造中显著减少二氧化碳的排放。


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