土壤建设:与粘土蓬勃发展的地方 - 以及如何建造

由于具体的流行继续对环境的长期健康构成危险,可以粘土和土壤的材料作为建筑商的可行选择?
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贾斯汀·赫恩制作的视频

在某些方面,粘土是人类最基本的可利用材料。因为粘土在自然景观中很容易获得,人类用粘土建造建筑的历史就已经很长了。

有无数的历史粘土建筑例子,包括普韦布洛Adobe建设本土新墨西哥人对便携式木材框架结构构建澳大利亚土著居民,用粘土绝缘,以保护居民免受寒冷和热量。即使在个人层面上,一个年轻人的第一次尝试建造结构通常是污垢和水汞合金的形状,无论是后院泥墙的形式还是在家庭旅行到海滩的家庭旅行中。

“纵观历史,人类已经发现了无数利用当地资源的有趣解决方案,”他说Emanuela del Gado.是,乔治城大学教授使用计算建模和统计力学研究复杂材料。

几个世纪以来,人类一直在创造出最易于获得的材料的结构:地球和水。但为什么这些结构中的一些 - 就像古代堡垒一样Hierakonpolis.- 升级,而其他人长期以来一直转向灰尘?

根据德尔·加多的说法,我们仍然不知道是什么让土壤建筑起作用。找到这些答案可能就是找到一种新的、现代的方法来处理这种令人难以置信的廉价环保材料的关键。

土壤构造是如何工作的

土壤建设实际上如何工作?要了解土壤建设的基本原则,请考虑最后一次建造沙堡。

“当你建造沙堡时,”Del Gado说,“你首先要用干燥和完全分解的沙子。我们知道如果我们把它弄湿一点,就能让它保持在一起。沙粒不会相互吸引,但如果你注入足够多的水,它会形成薄薄的一层附着在单个沙粒上,并将沙堡的建造保持在一起。但由于这些水只是液态水,它们最终会从颗粒之间蒸发掉。所以,你把城堡留在那里,在太阳下待了一整天,水开始蒸发,城堡一点一点地散开。”

随着水从砂粒之间蒸发出来,所得结构是不稳定的 - 并且最终将崩溃。

相比之下,持久的土壤建筑结构将水更深入地融入材料的结构中,因此随着水的蒸发,材料会变硬而不是变软。

Del Gado说:“有一些粘土,因此原则上有一些类型的土壤,它们与水有非常有趣的反应,类似于水泥发生的情况。”“这种粉末与水发生反应,开始产生一种非常粘稠的材料,最终会像岩石一样硬化。”

这些材料被称为地聚合物;了解它们的工作原理和原因是Del Gado和其他材料科学领域的顶尖研究人员目前正在研究的课题。

为什么污垢很重要?

随着建筑行业的举动减少它在环境上的影响,粘土和土壤等当地材料可以减少项目的环境损害。

“在施工中,基于各地可用的资源,始终存在想要建设的必要约束,相对便宜,”Del Gado说。“这是水泥是一种普遍的建筑材料的原因之一 - 你可以从地球任何地方的岩石生产它。”

但水泥的生产对环境的破坏尤其严重,以至于一些科学家把生产中需要水泥的混凝土称为混凝土,”地球上最具破坏性的材料。“Del Gado说,对土壤和粘土材料的工作原理有了更好的了解,就有可能使该行业大规模减少混凝土的使用。

Del Gado说:“理论上,你可以将一定量的普通水泥粉与互补的地聚合物混合。”“这样可以减少每座建筑使用的水泥量。”

这种减少的后果可能对建筑业的环境足迹产生大量影响 - 从降低设定水泥结构所需的水量,从而缩小与水泥制造相关的排放量。

古老的技术,现代的研究

成功创建古代地球制造结构的地缘聚合物似乎主要是由于审判和错误的结果,建设者试验了本地可用材料以创造更强的结构。

“建造者使用本地和可能甚至废物材料的一个很好的例子 - 作为建筑的互补成分是中国的长城,他们发现了痕迹大米蛋白在迫击炮里,”德尔加多说。糯米糊是用来补充更昂贵的熟石灰砂浆的,它们在石头之间粘得如此牢固,以至于在某些地方,杂草仍然无法在裂缝中生长,从而形成了更稳定的混合物。

在现代建筑行业回归这些古老的技术意味着对材料的使用采取更深思熟虑的、基于研究的方法。

“现在的问题是,”德尔·加多说,“我们能否回到那种技术,凭借我们了解材料如何工作的知识和能力,我们能否找到这种技术的现代版本,真正帮助我们解决目前的问题?”

建筑商是否应该回归石头建筑?