道路盐，每年冬天都会在提供多用途的帮助，以保护道路免受冰冻并且维持安全驾驶条件，正在缓慢地退化由其制造而成的混凝土。工程师对此已经知道了有一段时间了。通常用作除冰剂的氯化钙盐与混凝土中的氢氧化钙反应，形成导致路面破碎的化学副产物。 来自德雷克塞尔大学的土木工程师正在制定一个新的具体方案，使用的是从熔炉中提取出来的产品，它可以自己抵御化学侵蚀的力量。

    每年冬季仅宾夕法尼亚州就会使用超过90万吨的除冰盐。 而东北部的冬季则对运输部门施加压力，要求保持道路清洁，而除冰机是该过程的有效部分，它也有助于对每年需要修补和修理的数千公里的道路。

    德雷克塞尔工程学院助理教授，新进和可持续基础设施材料研究组主任Yaghoob Farnam博士正在寻找解决这个问题的具体方法。 Farnam创造了一种使用来自煤窑的粉煤灰，矿渣和二氧化硅烟残留物以及熔炼过程的方法 - 一种新的混凝土混合物，因为它不与道路盐反应而更耐用。 他最近在水泥和混凝土复合材料杂志上发表了他的研究成果。

    “许多交通运输部门减少了用来融化冰雪的氯化钙，尽管这样做效率非常高，但是它也被认为是非常具有破坏性的。” Farnam说，“这项研究证明，采用交替胶凝材料制作混凝土，可以避免破坏性化学反应，并继续使用氯化钙。”

    Farnam的工作目标是产生一种与目前用于建设道路的混凝土混合物，其中含有较少的氢氧化钙与道路盐反应形成称为氯化钙的化合物的成分。这种化学物质在形成时倾向于膨胀，当该反应发生在水泥孔中时，会引起降解和开裂。法纳姆的研究使他得出结论，这些“辅助胶凝材料”可以与氯化钙除冰盐接触时更好地替代为混合物。

    在德雷克塞尔大学的助理教授Yaghoob Farnam的实验室，研究人员正在使用回收材料，如矿渣，硅粉和粉煤灰，以制造能够承受混凝土与道路盐反应的化学变质的混凝土。 来源：德雷克塞尔大学“使用这些电力行业副产品有很大一部分推动力是因为它们占据空间，并且其中一些可能对环境有害。Farnam说， ”我们认为，由于使用回收材料，部分副产品如粉煤灰，矿渣和硅灰可用于制造既耐用又便宜的混凝土。

    为了检验他的理论，Farman的实验室制造的水泥样品采用不同的粉煤灰掺量、硅粉、矿渣，并将其与“普通波特兰水泥”样品进行比较，这是道路中最常用的类型的样品。 他的发现证实了他的假设，即含有较多水泥替代材料的样品并没有产生大量的氯化钙。

    通过声发射、x射线和显微术，对普通硅酸盐水泥样品的检测。发现在经过8天的实验后，由于酰氯酸钙的形成而造成的损伤，而在试验期间，添加适量的粉煤灰、硅灰和矿渣的样品未显示出损伤。

    研究还表明，当与混凝土反应时，较高浓度的氯化钙产生更多的次氯酸钙。 所以从理论上说，在道路上使用较低浓度的氯化钙可能有助于延长其寿命，但也会使其作为除冰剂的效果变得较差。

    “另外一个值得关注问题是，即使混凝土没有经历冻融循环，也可能形成次氯酸钙，这是在室温下可能发生的化学反应，所以即使在没有形成冰的情况下，当道路被预先盐化时也可能发生。并且由于这些盐在暴风雪之后仍然存在于表面上，因此反应将继续破坏道路，因此，为了保护基础设施，尽可能减少这种反应变得至关重要。

    Farnam的实验室将继续寻找改进我们的基础设施使用的材料的方法。他们目前正在寻找一种方法，通过使用能防止次氯酸钙形成的细菌来在混凝土表面上形成保护层。

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责任编辑：殷鹏飞

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