德国巴登符腾堡州2021年4月ThinKing奖的获得者是来自巴符洲的索里蒂安公司开发一种创新的混凝土结构增强材料。这种创新材料有望成为轻量化建筑的标准材料。

索里蒂安公司的碳纤维增强网格具有最佳的性能组合，有助于实现气候友好型和资源节约型建筑，同时可以为建筑行业提供实用的标准产品。

一目了然：
 采用碳混凝土的轻量化结构可以节省很多吨混凝土：根据组分的不同，可以节省50-80%的水泥、沙子和水等稀缺资源；
 碳混凝土可以减少二氧化碳的排放，保护气候；
 改进了的高强度碳增强材料可以节省资源；
 因为碳不会腐蚀，所以使用寿命长；
 经济性：建设阶段的物流成本低，使用寿命长，维护成本低。
索里蒂安公司的总经理库拉斯博士说：”例如，在具有相同的承重能力情况下，使用碳纤维加固的混凝土外墙板的厚度可以达到8厘米，而不是3厘米，”他解释了索里蒂安网格丝状轻量化纤维加固的显著效果。如果把这种节约材料的建筑方法换算成节省下来的混凝土、不消耗的水或不产生的二氧化碳量，就会发现采用碳混凝土的轻量化建筑对气候保护的重要贡献：可以在同一个建筑中节约高达70%的混泥土。

碳混凝土具有很多优点
作为一种建筑材料，与钢筋混凝土相比，碳混凝土有以下几个优点：
其一是由于材料的原因。碳纤维不会被腐蚀。因此，钢筋周围的混凝土覆盖层可以明显变薄，因为它不再需要保护钢筋不受潮。这样就可以实现更精简的建筑结构，从而增加建筑师的设计自由度，并可以节省大量的资源。
其二是这种建筑材料也被称为 “纺织混凝土”，特点是具有很好的经济性，因为这种材料经久耐用，而且维护成本低。即使采用建筑工地的物流成本，也有明显的成本优势，因为厂家生产的预制件碳纤维增强材料更轻。
那么，为什么这种建筑材料没有得到更广泛的接受呢？其原因在于生产工艺。虽然碳纤维增强材料已经有了一定的发展，但是直到几年前，由于生产工艺尚未成熟，生产商还不能按照建筑中通常使用的标准尺寸也就是以前钢筋的尺寸来制造碳网格。

通过提高强度可以提高材料利用率
如今，索里蒂安公司可以生产标准结构尺寸为2.3 m x 6.0 m的垫子，最大尺寸为3.0×8.0米。据库拉斯博士介绍说，公司未来甚至可以提供长达80米的卷筒。由于采用了新的尺寸，所需的垫子接头也可以大大减少。这样可以更有效地处理垫子，并加快预制混凝土厂的工作速度，因为需要连接在一起的碳垫子更少。”采用新的工艺，公司不仅能够生产出更大尺寸的材料，而且还显著提高了材料的力学性能，尤其是拉伸强度。”库拉斯博士说。为了达到这个目的，首先将细碳纤维捆绑起来，以网格状铺设。然后用环氧树脂浸渍，随后固化。拉伸强度和断裂应力受网格中所有纤维的浸渍和活化影响显著。采用传统的碳纤维增强垫，平均断裂应力约为3200N/mm2，离散度约为10%。相比之下，新型网格的平均断裂应力更高，可达4000N/mm2，而离散度约为5%。这相当于提高了约四分之一的性能。在实际应用中，意味着碳筋的网格间距可以选择更大，或者碳筋本身可以更薄。

在成为轻量化建筑标准的路上
索里蒂安公司正在努力追求标准化以及寻求纳入建筑行业相关法规路径：”目前，仍然需要在个案情况下批准使用公司的产品。我们正在努力在各个委员会中获得一般建筑法规的批准和相应的相关指南；这将会成功，但仍需要一些时间，”库拉斯博士说。作为一项新标准，建筑材料也会对今后的成本计算产生明显的影响。首先是在开始的时候可以使用较少的混凝土，而使用混泥土就必须使用水泥、水和沙子。其次，即使是在相当长的生命周期内，维护和保养的成本也是可以控制的。
不过，在将新的建筑材料用于预制件生产之前以及在建筑工地上现场使用以实现气候友好和轻量化的建筑材料组合之前，不仅需要总体许可，还需要整个规划链的许可和推动创新的意愿。对于索里蒂安公司来说，这不仅意味着公司需要提供功能强大的系列产品，还要为参与施工的人员提供良好的咨询和建议。库拉斯博士说：”我们的优势不仅在于碳纤维加固产品种类繁多，最重要的是我们还可以为建筑师、土木工程师以及预制构件厂的制造商提供全面的咨询”。

关于索里蒂安公司
德国巴符洲索里蒂安公司生产用于混凝土建筑的非金属增强材料。 该公司的碳纤维或玻璃纤维织物与纺织混凝土一起用于建筑施工，尤其是建筑和土木工程，可实现无腐蚀，轻便和耐用的结构。

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