http://www.physorg.com/news164337623.html
June 16th, 2009
MIT 土木工程師首度確認是什麼導致世上最常使用的建材 -- 混凝土（concrete） -- 逐漸變形，減少其耐久性以及縮短橋樑與核廢料阻圍體容器（containment vessels）等基礎建設的壽命。
在一篇發表於 6/15 當週 PNAS 線上搶鮮版的論文中，研究者表示混凝土徐變（creep，蠕變，此專有名詞指，當混凝土受到荷載時與時間相依的變形）是由奈米等級的粒子重新排列（rearrangement）所致。
"終於，我們能解釋徐變如何發生，" Franz-Josef Ulm 教授表示，這篇 PNAS 論文的共同作者。"我們無法避免徐變產生，但如果我們減緩它發生的速率，那將增加混凝土的耐久性並延長結構的壽命。我們的研究，從奈米的觀點，為混泥土工程的重新思考奠定基礎。"
這項研究在美國土木工程協會將美國基礎建設（那有很多以混凝土建造）的骨料等級（aggregate grade）評為 D 時到來。那很有可能導致混凝土基礎建設能夠屹立幾百年而非幾十年，那將節省巨大成本並減少與混凝土相關的 CO2 排放。據估計，全世界人類所產生的大氣二氧化碳中有 5% - 8% 來自於混凝土產業。
Ulm，他花了將近 20 年研究混凝土及其主要成份水泥糊（cement paste） 的力學行為，最近幾年則聚焦在它的奈米結構。這讓他在 2007 年發表一篇論文，那提到在奈米尺度下水泥糊的基本基石 -- 矽酸鈣水合物（calcium-silicate-hydrates，或稱 C-S-H）-- 在自然中為粒狀（granular）。該論文解釋當 C-S-H 與水混合時，自然會以二種結構上截然不同但是在化學上相似的相（phases）進行自我組裝，每一種具有一固定的填充密度（packing density），那接近球體所自然允許的、二種最大密度的其中之一（64% 為較低的密度，而 74% 為較高的）。
在這項於 PNAS 論文揭露的新研究中，Ulm 與共同作者 Matthieu Vandamme 解釋，當這些奈米大小的 C-S-H 粒子重新排列成不同的密度時，某些太鬆而其他則裝填太緊，混凝土會發生徐變。
他們也解釋，第三種、更加稠密的 C-S-H 相，可藉謹慎地操作水泥與其他礦物的混合，例如矽灰（silica fumes，一種鋁業廢物）而引發。這些起反應的灰形成額外的小型粒子，那填入 C-S-H 奈米顆粒之間的空隙，而這些空隙先前為水所填滿。這有效增加了 C-S-H 的密度達 87%，那接著大大阻礙 C-S-H 顆粒隨著時間的運動。
"業界在此完成一項搜尋，基於受限空間中的封裝考量，要找到創造出如此超高密度材料的最理想方法，這種方法也具備環境永續性，" Ulm 說。"添加矽灰是用來改變混凝土密度的其中一種已知方法；我們現在從奈米尺度的填充知道，為何這些額外的灰能減少混凝土的徐變。從奈米尺度的觀點來看，現在存有其他方法，能達成這麼高的填充，減緩材料的徐變。"
"這項對於奈米結構的洞見，使得混凝土與高科技材料站在相同的立足點上，其微結構能經奈米改造以符合特殊效能標準：強度、耐久性以及減少環境中的碳足跡，" Vandamme 表示，他從 MIT 土木與環境工程系獲得 PhD， Ecole des Ponts ParisTech, Universite Paris-Est 職員。
在他們的 PNAS 論文中，研究者透過實驗證明，徐變比率為對數，這意味著減緩徐變能指數性地增加耐久性。他們在數學上證明，徐變能以 2.6 的比率減緩。那在耐久性上有真正卓越的功效：以今日混凝土建成的、能維持 100 年的核廢料阻圍體容器，如果以超高密度（UHD）混凝土建造，將能維持多達 16,000 年。
Ulm 強調 UHD 混凝土能改變結構性設計，同時擁有巨大的環境牽連，因為混凝土是地球上最為廣泛製造的人造材料：全世界每年製造 200 億噸，且每年以 5% 的比率增加。更耐久的混凝土意味著所需要的建築材料與翻修會比較少。
"結構愈細，對於徐變就會更敏感，所以至今我們仍無法建造大規模的、輕量的、耐久的混凝土結構，" Ulm 說。"有了這種對於混凝土的新理解，我們能製造出花絲般的工藝（filigree）：輕、雅緻、強健的結構，那需要更少的材料。"
Ulm 與 Vandamme 使用一種奈米壓痕（nano-indentation）裝置，那讓他們在微小尺度下、測量時間長達一年的徐變實驗中戳弄 C-S-H（或使用土木工程術語：增加荷載）並測量微小的徐變特性。
※ 也許是這東西讓安藤忠雄研究二十年吧。
＊ Nanogranular origin of concrete creep
http://www.pnas.org/content/early/2009/06/16/0901033106.abstract
Matthieu Vandamme and Franz-Josef Ulm＊ 作用中的奈米化學
PNAS, Published online before print June 17, 2009
doi: 10.1073/pnas.0901033106
＊ 奈米碳管與水的新研究影響廣泛
＊ 新研究連結熱轉移與材料結合強度
＊ 新成像技術可展現奈米結晶體的原子結構
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蓋屋像積木 台灣魔法工程耀國際
TVBS╱劉芳卿 2009-06-25
從日本、荷蘭取經，加上台灣人的智慧，新式的「預鑄工法」，創造了人類建築奇蹟；由於台灣天氣陰情不定，加上可能的人為疏失，改用「預鑄工法」施工，不但更快也更精準，同時也省下不少人力。工程師：「這就像樂高積木，但是還要強、還要大上百萬倍。」
建設公司總裁尹衍樑引進新技術，蓋出這個具有國際級水準，相當先進的預鑄場，佔地達10個足球場大，不同於傳統施工，室內的作業快速有效率，完成的建築構件，送到工地後，可以快速組合，就像是組裝超大的樂高積木，效率高的驚人。台灣潤泰集團總裁尹衍樑：「任何人蓋的話，需要一整年時間，我們只花了108天。」
他還將傳統的方形箍筋方式，改良為螺旋狀，不僅節省用料也很環保，這種新型的預鑄建築，還能承受最強烈的地震。台灣潤泰集團總裁尹衍樑：「第一、品質比傳統高很多，第二、時間往往用不到一半。」
這項技術是將捆筋、灌漿，全部移到工廠內進行模擬，作出品質相同的樑柱、牆板或地板，這些預先製作好的建材，再運送到工地吊裝，豎好樑柱，再鋪設牆版、地板，層層堆疊上去，一棟建築物，很快就可以平地而起。
台北體育場，還有這棟38層高的豪宅大樓，以及這個面積高達60萬平方公尺光電廠房，都是以這種建築方式，在破紀錄的時間內，快速完工。
工程師開挖達10萬坪方公尺的地，用數千噸的鋼樁，構成廠房6層樓高的骨架，打造無塵室空間，還有以過濾系統，還有滿是通風口的地板，將鋼筋和混凝土用量加倍，克服種種困難，終於以驚人速度完成這座耗資10億美元的高科技廠房。
從國外取經回來的預鑄工法，利用台灣人的智慧，重新改良運用，台灣獨創的這種全新建築方法，已經開始受到國際建築界的矚目。
※ 打錯了，應該是 Discovery頻道《建築奇觀》在 6/27 晚間九點首播。
崇尚環保 數學老師蓋怪怪屋
【唐嘉邦／北縣報導】 2009-06-29 中國時報
數學老師何俊賢用泥土、紅磚、廢木頭，在金山鄉永興村山坡地上蓋了兩間環保怪怪屋，並命名為「度咕屋」，有人說像螞蟻窩，也有人覺得似蜂窩，怪異造型讓許多人以為又開了一家新民宿，經常吸引路人駐足拍照。
台大海洋工程博士何俊賢是位數學老師，喜愛大自然的他，常往北海岸跑，在海岸邊淨灘是他與妻子、朋友間最常從事的假日活動。
由於常帶朋友到金山海岸淨灘，需要一個可以休息的地方，何俊賢十年前在金山鄉永興村買了一塊地，去年六月在這塊地上蓋了兩間房子，沒有找建築師、設計師，從頭到尾由自己一個人包辦，朋友、學生、鄰居有機會就來幫忙。
他利用過去所學的共構力學原理，用泥土拌水泥加磚頭，以及從廢棄老房子拆下的二手木頭，花了近一年時間蓋成這座無梁、柱的節能環保屋。
屋內家具、擺設也都是回收二手貨，他特別在天花板開了天窗，白天不用開燈；四周都開窗，讓自然風吹進來，即使酷熱午後，也不會感到悶熱。
非建築科班出身的何俊賢說：「自己過去曾學過相關科目，蓋房子其實還不算太難。」而追求環保的他，期望盡量過「零耗能」的生活。
何俊賢共蓋了兩間這樣的綠建築，一間招待給親朋好友，另一間則供家人假日度假。
由於屋子外型實在有夠突出，常常會有路過民眾駐足觀賞、拍照，甚至前來詢問是不是民宿，可否提供住宿。
何俊賢表示，他將這兩間房子命名為「度咕屋」，因為他認為可以坐著打瞌睡（度咕）是件很幸福的事。另外，剛巧房子地址是忠義路二四號，「度咕」還有「Do Good to the Earth（24）」的諧音。
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