埃因霍温理工大学领导了一个项目,在荷兰建造了一座部分由亚麻制成的桥梁,旨在展示这种材料在建筑中取代钢铁的潜力。
阿尔梅勒市的桥梁由亚麻纤维与生物树脂和聚氨酯泡沫块相结合而成,创造了一种轻巧稳定的复合材料,可以代替铝或钢。
阿尔梅勒结构是作为智能环形桥项目的一部分建造的三座行人和骑自行车者的桥梁中的第一座,接下来的两座将运往德国乌尔姆和荷兰的卑尔根Op Zoom。
由亚麻复合材料制成的机器人缠绕长丝形成阿尔梅勒智能圆桥的扶手
阿尔梅勒智能圆形桥具有由机器人缠绕亚麻复合长丝制成的扶手
该项目涉及来自各地的15个合作伙伴 - 包括埃因霍温理工大学(TU / e)和斯图加特大学在内的五所大学,七家公司和三个城市 - 旨在提供有关亚麻复合材料稳定性和耐久性的关键数据。
“的行动计划生物经济战略强调需要转向天然材料,”智能环形桥团队说。
“尽管市场需求不断增加,但建筑行业仍然对实施新的天然材料应用犹豫不决,因为它们的材料特性,特别是与时间相关的降解特性,没有足够的知识来充分保证足够长的时间安全使用。
工人在阿尔梅勒安装第一座智能环形桥
阿尔梅勒大桥是作为智能环形桥梁项目的一部分建造的三座桥梁中的第一座
阿尔梅勒的桥梁由两种类型的亚麻复合材料建造而成:甲板上使用包裹在泡沫块上的亚麻纤维垫,而扶手则使用机器人缠绕的亚麻长丝。
泡沫芯块在真空灌注过程中融合在一起,形成一个坚固的桥梁。
细丝以交联的三角形图案成束缠绕。该小组选择使用机器人缠绕技术,因为它认为它创造了一种“轻盈和精致”的效果,突出了生物复合材料和天然纤维的美学和技术可能性。
这座桥总共含有约3.2吨亚麻,研究人员对天然材料特别感兴趣,因为它比木材生长更快,比更容易获得。
工程师将泡沫芯块包裹在亚麻纤维垫中以制成复合材料
桥梁的主要结构由泡沫芯制成,用亚麻纤维包裹,制成复合块
该桥还包含分布在其整个结构中的约80个传感器,这些传感器将测量其在不同温度和湿度条件下的性能,在重载荷下的行为以及材料老化情况 - 所有数据都可以在公共仪表板上实时查看。
结构健康监测系统包括嵌入玻璃纤维中的光学传感器,用于测量应变和加速度传感器,可以检测由风引起的精细振动。
伦斯勒理工学院的钢筋
智能环形桥项目负责人和TU / e教授Rijk Blok估计,这座桥的使用寿命很容易达到50年或更长时间。
阿尔梅勒桥横跨15米,可以支持小型服务车辆以及行人和骑自行车的人。
用塑料薄膜覆盖的亚麻复合块,用于真空灌注工艺
这些块在真空灌注过程中熔合
对于亚麻以外的其他材料,该小组试图尽可能多地使用非化石来源。阿尔梅勒桥复合材料中的树脂25%来自生物来源,而下一座桥梁将使用60%的生物树脂。
出于安全原因,他们选择使用一种塑料,聚氨酯,用于构成甲板的砌块中的泡沫芯,但希望将来可以使用更可持续的来源。
在桥梁之外,他们可以看到用于结构构件(如墙壁,柱子和梁)的亚麻复合材料。
正在阿尔梅勒安装的智能圆形桥面
真空工艺将模块熔合成一个完整的元件
“这些材料有着美好的未来,”TU/e教授帕特里克·特乌菲尔说。“目前的结果使我们感到乐观:我们希望将来建造跨度更大、负载更高的桥梁。
亚麻和具有相似的材料特性,历来用于耐磨物品,如服装,麻袋和船用绳索,但现在作为可再生建筑材料,成为人们非常感兴趣的主题。
美国伦斯勒理工学院的研究人员发明了几项创新,包括钢筋的替代品,而实践建筑则使用在英国乡村建造零碳房屋。
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