记忆钢！瑞士研究人员开发出一种用于建筑加固的新材料

目前为止，混凝土结构中的钢筋多用液压预应力进行加固。但该方法需要可用来传送张力电缆、力传递的锚固件和充油液压千斤顶的管道。每个预应力混凝土结构几何框架受这些设备所占空间的制约。由于这种经过验证的方法对空间的要求很高，因此旧结构的加固有时会失败。

在将近15年的研究工作中，来自EMPA和re-fer AG的专家们现在为系列生产准备工作带来了另一种替代方法：基于铁的形状记忆合金，它在加热过程中收缩，从而可永久地对混凝土结构施加预应力。因此不必采用液压预应力的方法——对钢短时间加热即可，例如通过电流或红外散热器。这种新型建筑材料将立即以“记忆钢”的名义进行推广。一些试点项目，如加固各种钢筋混凝土板，已经取得了成功。

记忆钢的发展

记忆钢的发展始于21世纪初。在过去的几十年中，EMPA已经率先采用碳纤维增强聚合物（CFRP）来加固混凝土。这就产生了将形状记忆合金用于对混凝土结构施加预应力的想法。关于镍钛合金的初步测试效果令人振奋。然而，这种用于医学领域的材料对于建筑领域来说，太昂贵了。在2009年，EMPA的研究人员成功开发出一种铁基形状记忆合金，并获得了专利。到2012年，Julien Michels 及其研究人员最终成立公司re-fer AG。从那时起，Michels一直担任这家新公司的首席执行官。

老旧建筑的新机会

记忆钢应首先用于加强现有建筑物。例如，一旦在老旧建筑的混凝土结构中安装新的窗户、门或升降机井，通常就不可避免对承重结构进行新的加固。在工业建筑中，有时必须提高旧悬挂板的承载能力。多亏了记忆钢，这些任务现在也能够在狭窄的空间内轻易地解决：要么使用一条特殊钢条销钉将其固定在天花板下，然后用电或红外辐射加热。或者，也可以将钢筋固定在混凝土中：首先在混凝土板的表面上铣槽，然后将由记忆钢制成的带肋钢筋插入槽中并用特殊的砂浆填充。最后，在直流电的帮助下对型材进行加热，从而对混凝土结构施加预应力。另外一种方法是将钢筋嵌入额外的喷射水泥砂浆层中。

预制混凝土构件具有特殊几何形状

将来，记忆钢也可成为制造具有先前未知几何形状预制混凝土零件的成熟方法。迄今为止使用的液压预应力会在弯曲结构中产生摩擦，这极大限制了该方法的推广使用。在混凝土结构中嵌入记忆钢型材，也可实现混凝土结构的高度弯曲：加热时，型材在整个长度上均匀收缩，没有摩擦损失，并将应力传递给混凝土。

记忆钢推向市场

可立即安装的记忆钢型材由奥地利的VoestalpineBöhlerEdelstahlGmbH＆Co KG制造。该公司还与re-fer和EMPA进行合作，以进一步对记忆钢的合金成分进行研发。

原文来自：rdmag，原文题目：Memory-Steel--A New Material for the Strengthening of Buildings，由材料科技在线团队编译。