复合材料增强混凝土用于可持续数据中心建设（二）

Metromont的碳纤维晶格（C-GRID）增强绝缘预制混凝土面板用于数据中心，通常尺寸为12平方英尺(取决于数据中心的设计)，厚度为9英寸(229毫米)，由两个3英寸(76.2毫米)厚的混凝土层组成，称为wythes，侧面是3英寸的挤压聚苯乙烯(XPS)保温绝缘材料。混凝土部分为面板提供强度，而保温层提供其热特性。C-GRID桥接了这三个不同的材料层，同时增强了面板的强度，使层表现得像一个单一的结构。

复合材料和技术纺织品公司Chomarat生产的C-GRID，是在连续的旋转敷设过程中形成的，其中交叉方向的碳束以0°/90°方向排列，然后浸渍在专有的热固性环氧树脂系统中。坚韧的、热固化的环氧树脂在晶格结构中以化学方式将彼此垂直的线束结合在一起。

C-GRID碳纤维晶格结构钢筋垂直放置在0.75英寸(19毫米)深的3英寸内外部混凝土中，连接三层，加强面板，使其表现得像一个单一的结构

Chomarat为C-GRID开发了一种双组分、高玻璃化转变温度的环氧树脂体系，帮助预制件满足预制保温墙板的防火等级要求。同时，C-GRID的结构设计还可以定制化，来满足应用的特定要求。比如，丝束的大小可以从3K到60K的区间调整，间距从1英寸到4英寸调整，可以控制每平方英尺增强材料的抗拉强度，并且可以根据所需的性能调整化学成分，包括乳胶、塑料溶胶和热塑性塑料。

数据中心预制板是在Metromont的工厂在受控条件下制造的。这种生产方法比在建筑现场制造混凝土板更快、更有效，减少了现场生产过程中产生的浪费。面板的混凝土部分由水泥、沙子和骨料制成，水灰比为0.38，再加上高效减水剂和混合剂，以提高耐久性。

加速固化，耐用的面板结构

面板的构建从外层开始，将混凝土重力倒入模具中。在固化之前，C-GRID钢筋垂直放置在3英寸外混凝土层0.75英寸(19毫米)深的地方。添加到面板结构中的C-GRID的数量取决于所需的面板性能，尽管通常在整个面板宽度中每24英寸(610毫米)放置一次。

考虑到体积，有一个最佳点，可以达到性能最优，这意味着不能无限制通过在面板中添加C-GRID来获得性能。每2英尺就是大多数数据中心面板设计的最佳点。

接下来是XPS绝缘。XPS采用连续工艺制造，形成了一个具有光滑和尺寸精确的外表面光洁度的闭孔结构。XPS结构使用高效发泡剂，明确选择低导热系数和扩散系数，帮助绝缘材料随时间保持其性能。

XPS绝缘材料的耐用性可能是C-GRID最重要的环境考虑因素，XPS的闭孔结构和低空隙率不仅赋予了材料的热性能，而且在不使用贴面或层压板的情况下，它的抗湿渗透能力也得到了提高，使其使用寿命比其他类型的绝缘材料长得多。

Peak 10数据中心的顶部，使用了Metromont的c - grid加固，xps绝缘预制混凝土板

XPS绝缘材料在生产时具有光滑的外表面，不适合粘附在混凝土表面上。因此，Metromont对XPS绝热材料的外表面进行喷砂处理，改善绝热材料与混凝土之间的附着力，从而优化面板的性能。在将绝缘材料粘在混凝土上之前，喷砂可以提高整个系统的强度。大约可以提供额外25 psi的抗压强度，如果没有喷砂，就不会有这样的性能。

Metromont无需使用加速剂来固化外部面板，因为一旦隔热层被放置在顶部，混凝土的放热反应就会被隔热层所抑制，从而自发加速了固化过程。用于浇注内部的混凝土，化学成分与外部相同，不过在混合物中加入了一种加速其脱水的添加剂，可以帮助它更快地固化。

在受控环境中预制面板意味着可以在8小时的固化后获得3500 psi的抗压强度，这只相当于传统混凝土固化时间的5%。得益于C-GRID和三分之一的面板是低密度XPS，面板可以比同等固体混凝土面板轻50%。

这也间接影响了建造和物流的成本。更轻的c - grid加固面板意味着它们可以用更小、更轻的卡车运输，这种卡车更便宜，更容易进入工地，即使照常使用更大的卡车，每卡车也可以携带三倍的面板。

最后，因为是按订单预制这些面板的，所以只有在需要的时候，它们才能到达工作现场。预制大大减少了现场物流，可以节省几个月的混凝土模具制造和大型建筑每个面板的养护停机时间。