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石蠟混凝土能自行發熱十小時融冰
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然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。
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)實驗室研究人員表示﹐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。
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