探索CPC混凝土板在脱碳建筑施工中的创新和潜力

CPC混凝土板基于“碳预应力混凝土”技术，该技术源于苏黎世温特图尔应用科学大学（ZHAW）和安德尔芬根Silidur AG进行的长期研究项目。这些面板采用细的预应力碳绞线加固，使其更薄、更轻三到四倍，同时保持与传统增强板相同的承载能力。

CPC 的混凝土板生产创新方法可减少 75% 的材料使用量，并最大限度地减少混凝土生产的碳足迹。苏黎世应用科学大学（ZHAW）建筑设计与土木工程系的Josef Kurath教授，与CPC Construction合作开发了这些混凝土板。以下是他对建筑脱碳的看法、CPC 面板开发背后的灵感、与传统混凝土的比较，以及未来可扩展性和可访问性的潜力。

建筑环境约占全球年度二氧化碳排放量的 42%。在您看来，为了减少这些排放，建筑行业应该重新考虑和创新建筑业的哪些关键领域？

混凝土和砾石是全球建筑领域使用最广泛的材料之一。它正在被大量使用，未来将再次急剧上升。这些材料在建筑行业产生的二氧化碳排放量中也占很大比例。构成砾石和混凝土的成分是全球地球表面最常见的材料之一。这就是为什么这些是建造建筑物的正确原材料，并且由于使用的质量庞大而无法替代。因此，在未来尽可能节约使用这些资源，一次又一次地重复使用它们，并在制造和施工过程中尽可能降低排放，这一点很重要。

CPC板研究的最初灵感是什么，您是如何找到预应力碳绞线作为钢筋的替代品的？

作为一名土木工程师，我非常了解钢筋混凝土。作为一名研究人员，在过去的几十年里，我一直积极参与纤维复合材料的研究。CFRP（碳复合材料）在拉伸载荷方面具有极高的强度，不疲劳，不腐蚀。但它们并不比钢更硬，对其他负载非常脆弱，并且在暴露在阳光下时不会无限耐用。这是由于矩阵。混凝土在环境影响和机械效应方面非常坚固，可以很好地吸收压力载荷。由于这些原因，这两种材料可以很好地互补，但刚性除外。如果碳绞线在混凝土中预应力，这种不相容性就会消除，并且您拥有比钢筋混凝土更好的建筑材料。

这种创新元素目前有哪些应用，将其整合到建筑中的结构前景如何？例如，它是否有可能在城市内高层建筑的建设中完全取代传统的钢筋混凝土？

今天，CPC建筑是一种与今天的钢筋混凝土建筑完全不同的建筑方法，主要用于建筑和土木工程中的简单建筑构件。这些是桥梁盖板、楼梯踏板、阳台板和建筑物的第一立面。近年来，我们苏黎世应用科技大学 （ZHAW） 与 CPC 合作开发了针对 CPC 设计量身定制的连接类型。现在，这可实现更复杂的结构，例如整座桥梁、承重板和高层建筑的承重核心。特别是在建筑施工中的应用，ZHAW正在进行一些研究项目，例如关于声音和火灾的研究项目。CPC施工方法可以在建筑施工中有效完全替代钢筋混凝土施工，而不会失去钢筋混凝土的柔韧性。由于 CPC 建筑比钢筋混凝土建筑更具可持续性，因此所需的材料最多可减少 4 倍，并且建筑物中的行业可以更好地分开，这甚至是一个好主意。

与传统混凝土相比，CPC面板的厚度和重量是传统混凝土的三到四倍。这种独特的特性使材料能够表现得像拉伸材料。您能设想通过产品的这种创新行为来实现新的设计形式吗？

这里有很大的潜力。我们当然能够在个别较小的建筑上展示这一点，例如“未来之桥”或“拱门银行”。然而，这是工程师和建筑师的事情。

在可扩展性方面，与钢筋相比，碳带的成本效益如何？此外，贵公司计划使用哪些方法来扩大这些材料的可访问性？

在桥盖、小型桥梁和类似应用领域，CPC施工方法已经在广阔的市场上具有竞争力。就高层建筑而言，施工方法的价格在木结构建筑的范围内，但在广阔的市场上仍然比传统建筑贵一些。这与生产的面板数量以及公司对施工方法仍然知之甚少的事实有关。CPC 的合作伙伴 Holcim AG 目前正在其第一家工厂生产 CPC 大板。它们的尺寸最大为 4.5m x 17m，厚度为 40mm 和 70mm。凭借该生产工厂的产能，每年将建造约9栋中型建筑，总计约100套公寓。五金店不多。这就是为什么这些面板目前在许多应用中仍处于较高价格段的原因。计划在未来几年内大幅增加产量。随着容量的增加，CPC建筑在价格方面变得具有竞争力，即使在传统的房屋建筑中也是如此。如果包括可持续性方面，它显然更有趣。由于建筑业的审批条件困难，这还需要一些时间。