德国首座碳纤维增强混凝土建筑在德累斯顿工大成型

德国德累斯顿工业大学宣布其C³技术演示楼CUBE（本地称Carbonhaus）开工建设。TU Dresden称这座220平方米两层楼将是全球首座完全由碳纤维增强混凝土建造的建筑。

由德国联邦教育研究部资助，500万欧元项目2017年启动，将于2021年春落成为含教室、实验室和展示空间的大学建筑。虽基础3月2020年浇筑，因冠状病毒延误进一步施工直至近期恢复。

慕尼黑建筑事务所HENN优化设计，通过"扭转"元素和24米无缝混凝土墙（据John Caulfield在Building Design + Construction报道）展示碳纤维增强混凝土轻量化和成型性。

"扭转"由两壳状元素构成，兼作墙和顶。另一主体是分层预制箱体。两部分均用碳纤维增强混凝土。完工后建筑长约40米、宽7.2米、最大高6.9米。

C³ - 碳混凝土复合项目是德国建筑业目前最大研究项目。碳混凝土复合材料自2006年起经150多合作伙伴和300多单项项目联盟研究、开发和日益实践应用。

水之后世界最广泛材料——混凝土——总导致高原材料消耗。单水泥生产占总CO2排放6.5%，约全球航空排放三倍。

致力探索碳纤维增强混凝土新建设策略，4年1200万欧元资助26研究员。他们不只追求替代钢筋混凝土，还开发适配碳纤维增强混凝土性能的新设计策略。

项目由长期从事碳纤维和纺织增强混凝土研究的TU Dresden研究员Dr. Manfred Curbach领导，题为"面向未来建设：CRC/TR 280基于最少材料碳混凝土结构设计策略——新建造方式基础。"

合作伙伴含亚琛工大（德国亚琛）和莱布尼茨聚合物研究所（IPF，德累斯顿）。项目摘要节选解释：

"新材料允许新设计和新施工方法。听起来简单，但往往漫漫长途。建筑工程创新进程因安全耐久高要求、复杂标准化审批程序特别漫长。对纺织增强混凝土和碳混凝土等高性能建材组合更是如此，将带来范式转移甚至革命，就体量而言混凝土是全球最重要建筑材料。"

"使用碳混凝土可显著减少建筑业巨大资源消耗和CO2排放，同时获得额外功能。但首批建设项目表明，尽管新可能性……常规材料只是被简单替代。仅当结合智能设计策略，创新碳混凝土复合材料全部潜力才能未来实现。"

"深度基础研究和整体方法是寻找新型建筑材料设计、建模和投影适用方法先决条件。对碳混凝土复合材料，这意味着适配材料轻量化建设原则。……新结构开发紧密关联可制造性议题，考量伴随产品相关可持续性评估和复合材料充分改进。"

"行之有效建设策略将允许完全不同形状。新设计策略和材料组合将因未知轻量化原则减少资源能源消耗，同时提供高适用性、结构安全和耐久性。此外，这些新策略和复合材料反映雄心美学，或发展成新'建造艺术'。"

大体量碳纤维混凝土增强

"大体量碳纤维混凝土增强"新闻2020年1月由Breton发布，3月见于BFT International——混凝土和预制混凝土产品制造商认可行业期刊。Hitexbau（德国奥格斯堡）开发高度自动化碳纤维增强生产线，实现大尺寸大体量。格栅网卷材或片材供应，据称使最大16毫米骨料直径混凝土成为可能。

结合纺织增强结构特种涂层和不同混凝土配方，Hitexbau称这些增强体系实现峰值抗压强度3,300牛顿/平方米混凝土。

2015年起，Hitexbau与TU Dresden和亚琛工大紧密合作开发建筑建设用碳纤维纺织增强体。除供应增强体，也提供产品开发和实验室测试。

编辑注： Altus Group（美国南卡格林维尔）是预制混凝土制造商联盟，将创新技术推向建筑市场。2017年其成员完成1,400余项目用CFRP增强CarbonCast技术，总计4000万平方英尺（370万平方米）。请阅读CarbonCast技术，由Chomarat North America（美国南卡Williamston）用其C-GRID产品开发，见2017年文章："CFRP实现预制混凝土高性能"。