Advantic采用混凝土与钢铁替代品解救岌岌可危的建筑物

钢铁或混凝土构成的建构筑物难免会因锈蚀、腐蚀、恶劣气候侵害等因素而老化。然而，时代变了，建材也在不断发展改进：像美国俄亥俄州代顿市的创新公司Advantic所推出的成熟结构复合材料，可取代传统的混凝土和钢铁，给建筑业带来了颠覆性的变化。

Advantic是从研发和先进材料生产实验室Cornerstone Research Group拆分出来的初创企业，致力于向建筑业提供先进材料。Advantic总裁Brad Doudican说：“我们就像是建筑业的‘便捷按钮’。如果复合材料是适合的解决方案，我们便会针对特定问题找出最合适的材料配方。”

复合材料是把两种不同的材料组合在一起而形成的轻盈或耐久替代品。Advantic运营副总裁Jeff Nielsen说：“我们主要采用玻璃纤维和一些不同种类的树脂化学品，将航空航天领域开发的材料及技术引入民用市场和建筑业。”

2013年，Advantic筹集了初始资金并完成首个大项目：为纽约市地铁系统铸造符合防火规范新通风要求的聚合物复合材料。新材料比混凝土轻75%，但保持相同的抗压强度，而且防腐蚀，又具有较高的无线电频率透射率，这些特性对项目的维护需求而言至关重要。

每个项目具有独特性，无论是制定初步预算、设计方案、材料工艺流程，还是为施工安装方案提供建议，Advantic都需要客户高度参与其中。所有的制造在Advantic内部完成，生产的零部件均采用螺栓结构紧固，无需焊接。Doudican说：“我们的成品，也就是交到客户手上的东西，通常是可以组装的套件。套件所含的零部件，螺母螺栓齐全，整套先打托盘再用卡车运到工地。”

下一个项目更具挑战性：卡尔古利联合金矿位于澳大利亚气候恶劣的内陆地区，Advantic需要在这座金矿上对一个面积有一个体育场那么大，而且已经腐蚀的钢铁屋面构筑物进行加固。挑战在哪里呢？团队只有10天的时间来完成这项任务。

Newmont Mining Corporation在此之前花了数年时间为卡尔古利金矿找出解决方案，但始终无果，导致金矿面临临时关闭危机。最主要的障碍在于，传统的加固方案不仅工期长、成本高，而且需要大量的安装人员施工。Advantic具体了解需求后，迅速展开了行动。

Doudican说：“我们首先与他们交流初步设计方案，向他们展示我们可以如何利用轻盈、超高强度的复合材料，以及内部的设计能力来解决他们所面临的特定结构问题。最后，我们设计出了一系列用于修补主结构体的产品。这些产品都在美国当地制造，但由于轻盈，实际上可以经济实惠地空运到澳大利亚。”

上述解决方案共有700个部件，由数个两人一组的团队和一台移动式起重机，在九天半的时间内轻松地完成安装，这不仅是在期限前完成任务，还为Newmont节省了约600万澳元。仅仅几个月后，该项目就在实际应用中得到了验证。客户寄来一封电子邮件，邮件有个不祥的主旨：“卡尔古利遭特大风暴袭击”。强劲的风暴中心横穿内陆地区，破坏了当地多个构筑物。但是，电子邮件附上了一张风暴的照片，照片显示Advantic所加固的构筑物在风暴中屹立不倒。邮件的其余部分写道：“嘿！恭喜你们通过了全面负载测试。”

Advantic材料的又一考验：克利夫兰城市动物园委托Advantic改造园内大猩猩居所。为安置一只即将新来的大猩猩，并给所有动物更多的空间，Advantic设计了个高架隧道作为大猩猩通道，让大猩猩可以360度环视自己的栖息之所。在这种情况下，梁体采用复合材料比采用钢铁更可取，因为可以减少对大猩猩和相邻动物的打扰。

Advantic公司CAD工程技术员Luke Sideras说：“如果采用钢铁制造，安装时焊接会产生有毒气体，发出的噪音既大又对外界造成干扰，而且钢材通常会形成腐蚀性环境。我们可以先在自家仓库对所有梁体进行切割和钻孔，再运到动物园。这样做大大地缩短了由于设施停止使用而将大猩猩移到别处的时间，否则时间一长可能使动物感到焦虑。这是一个很有趣的项目，最后的结果完美地满足了各方的要求。”

总体而言，建筑业对新技术的接受很慢，因为使用传统手段和方法完成项目的思想早已根深蒂固。但正是以上这些成功案例，让Advantic得以顺利进军这一行业。然而，正如Doudican所说的，新材料对业主、承包商和工程师而言意味着风险，所以他的团队着力于通过建立信任培养对风险的承受能力。通过使用Autodesk的Fusion 360软件，Advantic员工可以在施工现场也可以在美国俄亥俄州的工厂车间处理图纸，所做的任何修改均实时体现出来。Doudican说：“它能帮助我们优化项目交付流程。说到底，它可以建立客户对我们的信任，这正是我们最需要的。”

要想让市场接受新型建材，赢得信任至关重要。Advantic的高强度和高性能复合材料在使用寿命方面，远胜于传统材料。Doudican说：“我们所生产的材料，不仅在强度上可以与混凝土相媲美，而且还可以比混凝土轻50%、60%，甚至75%。超轻盈混凝土对建筑业而言，是真正的机遇，因为建筑成本主要不在于材料本身，而在于将材料运到工地并安全地安装起来。”

铸型用聚合物是Advantic混凝土替代品中最轻的材料，运输过程中往往不需要用到昂贵且危险的架空设备。此外，Advantic还开发比铸型用聚合物重的专有聚合物混凝土配方，这些配方不受碱性腐蚀，也没有透射性问题，可应用于公用设施线路地下室、沟槽等。Nielsen说：“有了混凝土与钢铁替代品，这些复合材料真正地扩充了承建商或工程师的工具包。”

Doudican对此表示赞同，同时还指出，承建商首次接触Advantic的材料时仍可能会有些担忧。他说：“不过当第一次有钢架工人对你说：‘哇，这东西太不可思议了，我们可以放在肩膀上扛着走！’或者‘这些材料安装起来，比传统材料要快三倍、五倍甚至十倍，’像这样的反馈，听起来就知道自己在朝着正确的道路前进。”

这条道路已经洋溢着对新材料的热忱，这在这种传统的行业中实属一项伟大功绩。Nielsen说：“在引入复合材料改变建筑业的过程中，真正有趣的一点是看到人们如何快速地接受它，而这些人曾习惯于使用传统的钢构件、混凝土砌筑块和木材。人们能迅速地认识到其中的价值，这令人兴奋。”