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用混凝土建造，無需澆筑混凝土——舊建筑物混凝土的再利用
圖片來自 2021 EPFL
洛桑聯邦理工學院（EPFL）的研究人員在正在翻新的建筑物的墻壁上建造了一條人行道。鋼筋混凝土砌塊在現場一塊一塊地鋸開，然后重新組裝成一個預應力拱。該項目標志著混凝土首次以這種方式重新使用，旨在通過應用循環經濟的原則，大幅減少建筑行業對環境的影響。
混凝土塊的提取。圖片來自 2021 EPFL
混凝土砌塊。圖片來自 2021 EPFL
EPFL終身助理教授、智能生活實驗室結構探索實驗室（SXL）負責人科倫丁·菲維特（Corentin Fivet）說：“有許多擔憂阻礙了混凝土的再利用。我們想證明這些擔憂大多是沒有根據的，選擇用于再利用的混凝土砌塊與新砌塊一樣可靠和有用 ”。
人行天橋的建設。圖片來自 2021 EPFL
人行天橋的建設。圖片來自 2021 EPFL
多年來，Corentin Fivet一直在探索循環經濟在建筑領域的潛力。他來自位于弗里堡智能生活實驗室的結構探索實驗室 (SXL) 的團隊解決了混凝土的再利用問題。從最初打算拆除的墻壁上取下25個混凝土塊，建造一座跨度為10米的人行天橋。最終，項目工程師現在已經完成了新結構的負載測試。
人行天橋的建設。圖片來自 2021 EPFL
人行天橋的建設。圖片來自 2021 EPFL
Jan Brütting是SXL的一名博士畢業生，也是該項目的發起人，他與Maléna Bastien Masse一起致力于他的博士后研究，后者正在他自己的博士后框架內繼續研究。再利用的做法強加了一個新的設計過程，通過選擇具有不同和部分受控屬性的給定組件的庫存來代替量身定制的制造。為了利用這種新的復雜性，SXL最近開發了一種數字工具來自動從庫存中選擇項目，同時最大限度地減少新結構的環境足跡。
人行天橋的建設。圖片來自 2021 EPFL
實踐中的證明
在實踐中，再就業往往被視為一種額外的風險。然而，EPFL的科學家們只看到了優勢。為了快速測試這個斷言，Gateway Prototype Project啟動了。“我們給了自己兩個月的時間在該地區尋找一個源建筑以及一家愿意與我們合作的拆除公司，”Maléna Bastien Masse 解釋說。Diamcoupe公司隨后表示有興趣參與該實驗。對一座不到10年前建造的建筑物進行改造，在他們看來，這是提取所需混凝土元素的理想機會。“他們被要求將碎片鋸成正確的尺寸，并在混凝土上鉆孔，因此收集了20厘米厚的磚塊用于建造人行橋。
圖片來自 2021 EPFL
他們在接縫處添加砂漿可以消除零件的尺寸變化，這是再利用策略中固有的一個因素。“拱門非常適合重復使用這些混凝土砌塊，因為這種材料只受壓縮力的影響。”Jan Brütting說。
圖片來自 2021 EPFL
開拓新天地
這個原型得到了 ENAC創新種子基金的支持，為SXL實驗室開辟了一個肥沃的研究領域，該實驗室在EPFL的自然、建筑和建筑環境學院注冊。“目前，瑞士的大部分建筑都是用混凝土建造的。水泥生產占人類活動CO2排放量的 7%。此外，混凝土占拆除廢物的35%。當這種材料的使用壽命結束時，充其量只能變成礫石或骨料以形成新的再生混凝土，這又需要大量的能量。相反，按原樣切割和再利用砌塊可以避免生產新水泥和消除惰性廢物。新的碳足跡不是零，而是大幅減少。
細節。圖片來自 2021 EPFL
Corentin Fivet解釋說，過時混凝土的“降級循環”被推遲了。按照循環經濟的原則，目前處于鏈條末端的拆遷商正在成為新的原材料生產商。土木工程師建筑師，研究人員還對導致所構建框架過時的原因以及有利于實施重復使用組件的建筑條件感興趣。
細節。圖片來自 2021 EPFL
呼吁業界
同時，EPFL研究人員呼吁業界采取行動。
EPFL 結構探索實驗室的團隊。圖片來自 2021 EPFL
Corentin Fivett強調說：“沒有像這座橋那樣碳足跡如此之低的新型混凝土橋。想象一下，所有過時的結構混凝土都被分塊再利用，并取代了全球對新混凝土的部分需求！然后我們就可以真正對我們必須面對的氣候緊急情況采取行動。”
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