冬天带来了白色风景的魅力和新雪的情感。但对于道路和基础设施而言，情况却截然不同。冰、雪和除冰盐本身就考验着路面的完整性，造成损坏和高昂的维护成本。如果混凝土本身可以抵抗霜冻怎么办？这是德雷克塞尔大学研究人员面临的挑战，他们开发了一种自加热材料，能够在无需外部干预的情况下融化冰雪。这是一项革命性的技术，可以改变我们冬季道路的面貌。
对抗霜冻的“热”盟友
想象一下，一支由小“士兵”组成的军队隐藏在混凝土中，一旦温度计降至零以下，他们就准备好立即采取行动。这是德雷克塞尔大学团队开发的“相变”混凝土背后的原理。 秘密是什么？石蜡，一种能够在从液态到固态转变过程中吸收和释放热量的材料。
石蜡以轻质多孔骨料或微胶囊的形式嵌入混凝土中，充当“储热库”，在气温较低时积聚热量，并在霜冻威胁时逐渐释放热量。结果是路面在冰点以上保持数小时，无需撒盐机或吹雪机即可主动融化冰雪。
具体使命：安全（且持久）的道路
自热混凝土的好处不仅限于道路安全。通过防止结冰和减少冻融循环次数，这种“智能”材料可以显着延长路面的使用寿命，降低维护和维修成本。
这种“神奇”的混凝土到底是如何发挥作用的呢？ 在研究中（我在这里链接到你）研究人员测试了两种将石蜡嵌入材料的方法。 第一 包括将轻质多孔骨料（赋予混凝土强度的卵石）浸入液体石蜡中，然后将其添加到混合物中。 第二 相反，它涉及将石蜡微胶囊直接添加到混凝土混合物中。
事实证明，这两种方法即使在室外温度低于冰点的情况下也能有效地将路面保持在冰点以上几个小时。具有多孔聚集体的版本显示出更渐进和更长的加热能力（长达 10 小时），而具有微胶囊的版本加热速度更快，但时间更短。应对不同气候条件的两种互补方法：一种不一定排除另一种。
相变混凝土，测试
这种“神奇”混凝土的真正试金石测试是在现场进行的。或者更确切地说，在德雷塞尔大学校园的一个停车场，三块混凝土板（两块“热”和一块传统）整整两个冬天都暴露在宾夕法尼亚州的冻融事件和降雪中。通过摄像头和热传感器的监测，这些“特殊”的冰块已被证明能够将表面温度保持在 5,6 至 12,8 °C 之间几个小时，以每小时约 5 厘米的速度融化多达 0,6 厘米的小雪。这是一个有希望的结果，即使研究人员自己承认，由于积雪较多，或者在一个事件与另一个事件之间缺乏足够的“充电时间”，该系统的效率较低。
未来之路“热”
当然，广泛采用自热混凝土的路还很长。成本、可扩展性和长期可持续性等方面仍有待评估（事实上，研究中使用的石蜡似乎是从石油中提取的合成来源）。 然而，潜在的好处太大了，不容忽视。 道路更安全，对基础设施的破坏更少，维护成本节省，除冰盐对环境的影响更低。更不用说在从建筑到航空等其他领域的潜在应用。
换句话说，“热”混凝土可能被证明是对抗温特将军的决定性武器。一个沉默而看不见的盟友，就隐藏在我们的脚下，准备在霜冻威胁时采取行动。借助这项技术，我们的道路可以成为真正的“加热斜坡”，即使是最猛烈的降雪也能泰然自若。一个梦？ 也许。但随着相变混凝土的出现，幻想与现实之间的界限变得像冰一样：越来越薄。
