材料科技突破,防水水泥!修裂縫、防壁癌還能降低碳足跡--自癒水泥

自我修復混凝土

近期,建築材料領域迎來一項重要的技術突破——自癒水泥。這種新型材料不僅能自動修復牆壁上的裂縫,還具備防水功能,能夠有效防止壁癌的發生,同時更有顯著的環保效益,能降低碳足跡。

自癒混凝土的作用過程。(圖 / 截自羅威科技影片《Self-Healing Mortar for Durable Concrete Repairs》)

自癒混凝土的作用過程。(圖 / 截自羅威科技影片《Self-Healing Mortar for Durable Concrete Repairs》)
 

自癒混凝土水密測試

相較於一般材料行調配的水泥砂製成的水泥槽,含有高劑量 Healing agent 的 REGEN 防水砂漿製成的水泥槽擁有出色的水密度,不僅表面保持乾燥,甚至連產生的裂縫都可以自癒,水密效果相當出色。

BASILISK 自癒混凝土科技--水密測試。(影片來源 / 行德建材實業有限公司影片《BASILISK 自癒混凝土科技--水密測試​》)
 

自癒水泥的技術原理:細菌與自癒材料

自癒水泥的技術原理,主要依靠特殊水泥內加入了營養素和細菌(如芽孢桿菌屬的細菌),在老屋、建築物受到地震侵襲時而產生裂縫時,這些細菌能夠快速地自動修補,並且自動進行循環利用,減少修復建築的資源、人力消耗。

平常的細菌以孢子形式存在,處於休眠狀態。當混凝土結構出現裂縫、且有水或是水氣滲入時,細菌孢子會被活化,並消耗營養素產生碳酸鈣(CaCO₃),也就是石灰石。這種物質會填補裂縫,從而達到修復效果。細菌在修復完畢後,還會先製造下一批孢子再死去,避免死亡的細菌過度堆積,也可以自主將技術循環下去。

 
 

(影片來源 / 羅威科技 Self-Healing Mortar for Durable Concrete Repairs by Bar van der Woerd

根據 2023年混凝土耐久性設計與修補技術研討論的演講者,同時也是將這項新科技應用至產品──自癒原劑、ER7 噴霧──的公司羅威科技股份有限公司的執行長 Bart van der Woerd 所發表的內容,老舊的混凝土透過生物修補裂縫,不僅能延長建築物的使用壽命,更可以讓翻修代替拆除,減少多餘的人力物力消耗和碳足跡。自癒混凝土。

 
自癒混凝土。(圖 / 截自TVBS影片《會自我療傷的水泥? 龜裂後靠自癒能力長回來 將用於軍事 |十點不一樣》)
 
(圖 / 截自 TVBS 影片《會自我療傷的水泥? 龜裂後靠自癒能力長回來 將用於軍事 |十點不一樣》)


 

防水防漏與更多更廣的應用、環保效益

 

(影片來源 / TVBS 新聞《會自我療傷的水泥? 龜裂後靠自癒能力長回來 將用於軍事 |十點不一樣》)

 

根據《TVBS新聞》報導,自癒水泥具有卓越的防水性能。傳統水泥長期暴露於水分中容易產生裂縫,導致壁癌問題;自癒水泥能夠有效阻止水分滲透,使得建築壽命更長。

此外,Basilisk 執行長 Bart Van Der Woerd 在 CBS 節目 The Henry Ford’s Innovation Nation 中提到,自癒水泥的應用範圍相當廣泛,不僅適用於住宅建築,還可用於橋樑和道路等基礎戶外建設。這種材料的環保特性也不容忽視:傳統水泥生產過程中會釋放大量二氧化碳,自癒水泥由於加入了可再生材料,大幅降低碳排放,有助於減緩全球暖化。

由於其自我修復功能,建築物的維護和修繕成本大大降低。這對於大型基礎設施如橋梁和隧道等,尤其重要。根據專家的評估,使用自癒水泥可以減少 50%以上的維護費用。



 

(影片來源 / CBS節目 The Henry Ford’s Innovation Nation

 

自癒水泥的挑戰、未來發展與國際合作

儘管自癒水泥有許多優點,但在推廣過程中仍面臨一些挑戰。例如,如何確保自癒材料在不同環境條件下的穩定性和持久性,仍需進一步研究。此外,生產成本相對較高,可能會影響其大規模應用。未來,隨著技術的不斷進步和生產工藝的改進,自癒水泥的成本有望逐步下降,應用範圍也將進一步擴大。

自癒水泥的研發離不開全球科研團隊的共同努力。來自不同國家的科學家和工程師們通過合作,分享研究成果和技術經驗,加速了自癒水泥的技術進步。未來,國際合作將繼續在這一領域發揮重要作用,推動自癒水泥技術的全球應用。

 

自癒水泥:建築材料的未來

可以說自癒水泥的誕生標誌著建築材料科技的重大進步,它不僅提升了建築物的耐久性和安全性,還在環保方面做出了重要貢獻。隨著技術的不斷完善和推廣,自癒水泥有望成為未來建築材料的主流,為我們的生活帶來更多便利和保障。

 
(影片來源 / 台灣建築公司 羅威科技股份有限公司董事長林仲威提供)