不用除冰鹽、人工剷雪,石蠟混凝土能自行發熱十小時融冰
不用灑鹽、自行剷雪,現在科學家在道路混凝土內混入「相變材料」,十小時內釋放熱量融雪,提高用路人的行車安全。
一片白茫茫下雪好不美麗,做為觀光是一大美景,但對於居住在雪區的在地人來說,危險性頗高,道路積雪和黑冰都會降低道路摩擦力跟車子機動性,導致側滑失控及隨之而來的事故,一發生事故,塞車又是另一場噩夢。
好比美國交通部(DOT)統計,美國超過 70% 道路位於雪區,地方和州政府每年在道路冰雪對策投入超過 23 億美元,還有數百萬美元用於修復相關道路損壞。無論是防止道路結冰的方法還是結冰後,都會損壞路面,若用鹽來防止結冰,高濃度鹽溶液會讓混凝土或瀝青變質;若水滲進道路後再結冰,冰體積膨脹也會損壞道路。
因此美國卓克索大學提出新對策,如果馬路會發熱呢?讓混凝土的表面溫度在冬季時一直維持在冰點以上。
研究團隊提出的方法,便是在混凝土滲入相變材料「石蠟」(paraffin),石蠟是蠟燭的主要成分,是廣泛利用、便宜的儲熱材料,降溫時,從液態轉為固態就會釋放熱量。
團隊有兩種製造石蠟混凝土的方法,一是先把多孔輕質骨材浸泡在液態石蠟中,之後再混合進混凝土裡。第二種方法是把石蠟微膠囊直接混合到混凝土中。
(Source:卓克索大學[1])
為了測試石蠟混凝土的效果,團隊實際製出 76 × 76 公分的混凝土,分別是兩種不同製程的石蠟混凝土,與不含相變材料的混凝土板,2021 年 12 月起開始在學校停車場旁進行戶外測試,之後經歷 32 次凍融,還有五次積雪 1 英吋(約 2.54 公分)或以上。
過程中團隊也有用錄影機和熱感應器監控 76 × 76 公分厚板的融雪能力。研究人員發現,當氣溫降至冰點以下時,相變混凝土可將表面溫度保持在 5.6°C~12.8°C 長達十小時,產生的熱量能每小時四分之一英吋的速度融雪。
輕質骨材板保溫能力佳,可維持冰點以上溫度長達十小時,微膠囊石蠟加熱速度較快,但只能維持五小時。先進基礎設施材料(AIM)實驗室首席研究員 Amir Farnam 表示,團隊已證明,新型自體加熱混凝土只要利用白天環境熱能,就可自行融化積雪,不需任何鹽、鏟子或加熱系統。
(首圖來源:Pixabay[2])
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References
卓克索大學 (drexel.edu) Pixabay (pixabay.com) 從這裡可透過《Google 新聞》追蹤 TechNews (news.google.com)澱粉、宵夜照吃!39歲袁艾菲維持體態不忌口,運動推「猿猴式超慢跑」婆婆直呼超有...
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