Development and Performance Evaluation of Cold-Pressed Cement-Free Bricks using Detarium Senegalense Bio-Binder
本研究表明，利用塞内加尔豆（*Detarium senegalense*）种子粉末作为生物粘合剂的冷压无水泥连锁砖在20%的粘合剂含量下实现了5.53 MPa的最佳抗压强度，证明了其在非承重建筑中的可行性，同时也强调了提高抗水性的必要性。
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想象一下，建筑世界就像一头巨大的、饥饿的野兽，吞噬着我们星球的资源。每当我们制造一块标准的砖头或浇筑混凝土时，我们本质上都是在用大量的能量喂养这头野兽，并喷出二氧化碳云——一种会让大气变暖的气体。为了阻止这一切，科学家们正在进行一场寻找“绿色”材料的寻宝游戏——这些材料是像植物一样从土里长出来的，而不是通过开采或在超高温窑炉中烘烤而成的。在建筑领域，最著名的“胶水”之一是水泥，但制造过程非常肮脏。因此，研究人员正在询问：我们能否使用大自然自带的粘性物质，比如树液或种子胶质，来代替水泥将沙粒粘合在一起呢？这就是“生物粘合剂”激动人心的前沿领域，其目标是建造不伤害地球的房屋，使用的材料甚至可能就存在于你当地的花园或森林之中。
在这项研究中，一个研究小组决定测试一个非常特定且尚未被充分利用的候选对象：一种生长在西非的名为 Detarium senegalense 的树种种子。他们想看看是否可以将这些种子变成一种“胶水”，从而在完全不使用水泥的情况下制造砖块。这就像是在尝试搭建一个沙堡，但你不是只用一点点水润湿沙子，而是混合了一种由压碎的种子制成的特殊粘性糊状物，以此将沙粒固定在一起。团队采集了细沙，并将其与三种不同比例的这种种子糊混合：分别为总重量的 10%、20% 和 30%。他们并没有用火去烘烤这些砖块；相反，他们使用了一台巨大的液压机将混合物挤压成型，这种方法被称为“冷压”。
结果有点像一个“金发姑娘”的故事，即你必须找到那个“刚刚好”的量。当他们使用最少的种子胶水（10%）时，砖块显得有些脆弱，因为没有足够的粘性糊来紧紧抓住所有的沙粒。当他们使用最多的量（30%）时，砖块变得更重、更致密，但它们也变得很脆，容易开裂，就像一块黄油放得太多的曲奇饼干那样容易散架。然而，中间的选项——20% 的混合比例——成为了赢家。这些砖块是最坚固的，能够承受 5.53 ± 0.10 MPa 的压力，并且比其他比例的砖块更能保持形状。研究人员使用了一台强大的显微镜（SEM）观察砖块内部，发现 20% 的混合比例在沙粒之间创造了一个完美的、连续的网络，就像一座建得很好的桥梁，而其他混合比例则存在间隙或团块。
但有一个问题，而且是一个大问题。虽然种子胶水在固定砖块方面表现出色，但它真的、真的非常喜欢水。当研究人员把砖块浸泡在水中 24 小时后，所有的砖块都开始膨胀并失去形状。含有更多种子胶水的砖块吸收了更多的水分，吸水率从 10.29 ± 1.90% 上升到了 16.92 ± 7.47%。这就像砖块变成了海绵一样。因此，作者们建议，这些砖块目前最适合用于不会淋雨的地方，比如室内墙壁或临时结构，而不是需要抵御风雨的室外建筑。他们得出结论：虽然 Detarium senegalense 是制造坚固的冷压砖块的一种极佳的环保型水泥替代品，但我们仍需研究如何提高它们的耐水性，然后才能将它们用于建造能经受住自然元素考验的房屋。
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