在2010年的上海世博會上，意大利館半透明的建筑頗為引人注目。這種“透明”的效果源于意大利水泥集團開發的一項創新技術，一種結合允許光線透過的特殊樹脂的新型干拌混凝土產品——“透明水泥”。采用這種水泥建成的建筑物，整面墻就像個巨大的窗戶，陽光能穿透墻體射進室內。
也許在不久的將來，人們享受日光浴多了一個選擇——在自己家的床上。
半透明的意大利館
不少到世博會參觀過意大利館的游客們對這座奇妙的建筑都記憶猶新：進入這座夢幻般的建筑，今天和明天的感受也許完全不同。因為展館的外觀采用了“透明水泥”，因此光線在這里不再是陽光明媚或者陰云密布的單一模式，從一個區域到另一個區域，不同質地的“透明水泥”感受著不同的室外溫度，做出不同的反應。在透光的房子里，太陽光透過墻壁照進室內，房間墻壁看上去像一個巨大的半透明玻璃，你會與從空中灑下的自然光相遇，仿佛置身于大自然中。
透光環保節能
之前，建筑物中與室內外連接的通透性主要靠玻璃來實現，但玻璃外墻存在著一些局限，例如光污染、能量消耗較大等問題。而將玻璃與水泥相結合的“透明水泥”則很好地解決了這些問題，人們既可實現在室內溫暖自在，又可享受自在陽光，并且大大降低了電能的消耗。
這種“透明水泥”被命名為“i.light”，乍一看“透明水泥”和正常水泥的外觀，二者沒有什么不同。可是近距離觀察就能發現“透明水泥”中分布著無數寬度為2~3毫米的小孔，這種小孔具有特定的結構，可在不破壞建筑物結構整體性的前提下，可使光線滲透進來，減少室內燈光使用量，從而節省能源。
世博會上的意大利館是目前唯一一座運用透明水泥建造的建筑物，使用這種材料的建筑物，白天室內不用開燈。目前，意大利水泥集團正在與米蘭理工大學合作確定正確評估能源節約的定量標準，以證明“透明水泥”能夠節約多少電力。
可營造光影夢幻
根據意大利水泥集團的官網資料顯示，意大利館高18米，大約40%的墻面使用了“透明水泥”，共用了3774塊混凝土預制件，每塊混凝土預制件的尺寸為100cm×50cm×5cm，25公斤重。每個透明水泥板上大約保持20%的透明性，半透明水泥板的透明性為10%。光線透過不同玻璃質地的透明混凝土照射進來，使得場館在一天內可連續不斷地變換出不同光影效果，營造出夢幻的色彩效果，利用各種成分的比例變化還能達到不同透明度的漸變。同時，展館內外的人們也可以透過“透明水泥”互相看見，了解室內外情況。
白天陽光可以透過墻面進入室內，可以少開電燈，節約能源；而到了晚上，場館內部燈光穿越到場館外的街道，折射出正在涌入場館內的人們的身影，形成夢幻的效果。
透光密碼：
水泥+樹脂
“透明水泥”最早是由匈牙利建筑師阿隆·羅索尼奇發明，當時的“透明水泥”的原理是把光導玻璃纖維混入混凝土中。瑞典曾使用這種透明混凝土薄片磚制作人行道，白天它看起來跟普通人行道地磚沒區別，但晚上它會被埋設在下面的燈照亮。而一種特殊的化學添加劑也使得“透明水泥”跟傳統水泥一樣堅固。有建筑師認為，如果樓宇發生緊急情況以及斷電時，透明墻可成為逃生的指示處。
不過研究人員認為把光纖加入混凝土中的方式沒有使用特殊樹脂效果好，意大利水泥集團實驗室于2008年開始實驗，研究人員發現了一種特殊的聚合物，并通過特殊技術將其融合到產品中，研制出一種更有效的“透明水泥”，克服了原產品很難在工業上應用的問題。
意大利水泥集團的創意總監恩里克·伯爾嘉勒羅在接受媒體采訪時說：“用特殊樹脂生產的‘透明水泥’更便宜，并且樹脂具有比光導纖維更廣的視角，‘捕捉’光的能力更強。” 同時他還指出，“使用‘透明水泥’具有大量使用玻璃外墻的建筑物所無法確保的強度。采用這種樹脂‘透明水泥’來制造混凝土預制件，建造工程本身也很容易進行，比使用光導纖維的‘透明水泥’在建設和實用階段更不易碎，強度更高。”
水泥也可“大變臉”
“目前在我國的建筑工程中還沒有使用過這種‘透明水泥’。”中交四航局第二工程有限公司中心試驗室總工程師劉文利在接受記者采訪時表示，日常建造所使用的傳統水泥的基本成分主要是水泥加上沙、石和水，但在實際使用中，可額外加一些特殊材料來改變傳統水泥的一些特征：比如加入一些粉煤灰，可降低水泥用量，節約成本；加入硅灰或者礦粉，可以增加混凝土的耐久性；加入聚丙烯纖維，可以減少混凝土表面龜裂……
“意大利水泥集團發明的‘透明水泥’是在水泥中添加了樹脂，雖然具體他們如何結合的，我們目前還無法得知，但是目前在某些特殊的建筑工程中，我們也會在水泥中混加樹脂，將樹脂替代水來攪拌。”劉文利說，“樹脂的強度很高，但也很脆，容易一下子裂開，但如果能保證在其強度范圍內就沒有問題。”
流程猜想：結構設計是關鍵
由于開發出“透明水泥”的意大利水泥集團沒有公布材料的詳情，因此我們只知道“透明水泥”中的透明部分是一種新型材料，類似于玻璃，但玻璃是無法與水泥結合的，而這種透明體能夠很好地和水泥結合在一起，并能相互作用，提高抗折度和抗壓度，還能根據加入透明體的多少控制水泥板的透光度。
中國材料研究學會青年委員會理事、中山大學化學與化學工程學院副教授張藝告訴記者，“透明水泥”主要是由不透光的水泥和透光的樹脂這兩種材料組成，其中不透光的部分主要是由水泥、沙子、合成纖維和鋼筋混合而成，而透光的樹脂則有可能是像有機玻璃一樣具有良好光學性能的材料。“透明水泥”的制作流程有可能是先制造好一個帶孔的模板，然后將水泥基材澆筑進去，最后才在預留的孔位上灌注光學樹脂，經過一定的化學反應，形成了水泥與樹脂相結合的“透明水泥”。“這種特殊水泥板的技術關鍵應該在于光學材料的選擇以及水泥板的結構設計，例如孔的大小比例、疏密程度等。”張藝分析道。
據張藝介紹，有機玻璃比普通玻璃的強度要大很多，在日常生活中，不少窗戶、茶幾、飯桌都會運用到有機玻璃；有機玻璃的透光率也比普通玻璃的高，有機玻璃的透光度達到92%，而普通玻璃的透光度則是80%左右。此外，有機玻璃能透過73%的紫外線，而普通玻璃的紫外線透過率則非常低。
“我們可以把一面用‘透明水泥’建造的墻形象地看成是墻上安裝了無數微型窗戶，其光學性能非常好。與之前使用光纖所制備的‘透明水泥’相比，這種‘透明水泥’結構設計的透光性更強，而且應用更加靈活，可以根據孔的大小或多少來控制其透光性。根據意大利水泥集團的官方網站資料顯示，他們可以把透明水泥的透光性控制在10%~30%，只要其強度能滿足建筑要求就可以了。這種墻體一般采用鋼結構框架，‘透明水泥’則安裝在框架內部的空間。”張藝形象地描述道。
未來可廣泛應用
記者瀏覽意大利水泥集團的官網資料，發現這種透明混凝土的物理和化學特性都跟水泥差不多，主要特點有：透光度佳、隔熱性佳、無機材質、綠色環保、經久耐蝕、施工迅速、顏色多樣。作為展館的裝飾，它產生的是像玻璃幕墻那樣的作用，但并不承重。上海世博會是“透明水泥”第一次被使用，建筑多樣、功能集成將成為這種材料未來應用的方向。
對于“透明水泥”這種新型材料在未來的應用，張藝副教授也比較看好：“透明水泥具備如此高透明度源自于一種特殊的樹脂與水泥的混合，大量的、顏色各異的樹脂組合在一起可折射五彩斑斕的燈光，進一步加大了室內自然光照明的效果，有很好的視覺感覺。” 據介紹，這種透明混凝土還可以進一步優化，比如將透明體制成不同的顏色；在透明體內加上LED燈等等，適用于展館、娛樂場所、仿古建筑，甚至家具臺面等等。
也許在不久的將來，人們享受日光浴多了一個選擇——在自己家的床上。
半透明的意大利館
不少到世博會參觀過意大利館的游客們對這座奇妙的建筑都記憶猶新：進入這座夢幻般的建筑，今天和明天的感受也許完全不同。因為展館的外觀采用了“透明水泥”，因此光線在這里不再是陽光明媚或者陰云密布的單一模式，從一個區域到另一個區域，不同質地的“透明水泥”感受著不同的室外溫度，做出不同的反應。在透光的房子里，太陽光透過墻壁照進室內，房間墻壁看上去像一個巨大的半透明玻璃，你會與從空中灑下的自然光相遇，仿佛置身于大自然中。
透光環保節能
之前，建筑物中與室內外連接的通透性主要靠玻璃來實現，但玻璃外墻存在著一些局限，例如光污染、能量消耗較大等問題。而將玻璃與水泥相結合的“透明水泥”則很好地解決了這些問題，人們既可實現在室內溫暖自在，又可享受自在陽光，并且大大降低了電能的消耗。
這種“透明水泥”被命名為“i.light”，乍一看“透明水泥”和正常水泥的外觀，二者沒有什么不同。可是近距離觀察就能發現“透明水泥”中分布著無數寬度為2~3毫米的小孔，這種小孔具有特定的結構，可在不破壞建筑物結構整體性的前提下，可使光線滲透進來，減少室內燈光使用量，從而節省能源。
世博會上的意大利館是目前唯一一座運用透明水泥建造的建筑物，使用這種材料的建筑物，白天室內不用開燈。目前，意大利水泥集團正在與米蘭理工大學合作確定正確評估能源節約的定量標準，以證明“透明水泥”能夠節約多少電力。
可營造光影夢幻
根據意大利水泥集團的官網資料顯示，意大利館高18米，大約40%的墻面使用了“透明水泥”，共用了3774塊混凝土預制件，每塊混凝土預制件的尺寸為100cm×50cm×5cm，25公斤重。每個透明水泥板上大約保持20%的透明性，半透明水泥板的透明性為10%。光線透過不同玻璃質地的透明混凝土照射進來，使得場館在一天內可連續不斷地變換出不同光影效果，營造出夢幻的色彩效果，利用各種成分的比例變化還能達到不同透明度的漸變。同時，展館內外的人們也可以透過“透明水泥”互相看見，了解室內外情況。
白天陽光可以透過墻面進入室內，可以少開電燈，節約能源；而到了晚上，場館內部燈光穿越到場館外的街道，折射出正在涌入場館內的人們的身影，形成夢幻的效果。
透光密碼：
水泥+樹脂
“透明水泥”最早是由匈牙利建筑師阿隆·羅索尼奇發明，當時的“透明水泥”的原理是把光導玻璃纖維混入混凝土中。瑞典曾使用這種透明混凝土薄片磚制作人行道，白天它看起來跟普通人行道地磚沒區別，但晚上它會被埋設在下面的燈照亮。而一種特殊的化學添加劑也使得“透明水泥”跟傳統水泥一樣堅固。有建筑師認為，如果樓宇發生緊急情況以及斷電時，透明墻可成為逃生的指示處。
不過研究人員認為把光纖加入混凝土中的方式沒有使用特殊樹脂效果好，意大利水泥集團實驗室于2008年開始實驗，研究人員發現了一種特殊的聚合物，并通過特殊技術將其融合到產品中，研制出一種更有效的“透明水泥”，克服了原產品很難在工業上應用的問題。
意大利水泥集團的創意總監恩里克·伯爾嘉勒羅在接受媒體采訪時說：“用特殊樹脂生產的‘透明水泥’更便宜，并且樹脂具有比光導纖維更廣的視角，‘捕捉’光的能力更強。” 同時他還指出，“使用‘透明水泥’具有大量使用玻璃外墻的建筑物所無法確保的強度。采用這種樹脂‘透明水泥’來制造混凝土預制件，建造工程本身也很容易進行，比使用光導纖維的‘透明水泥’在建設和實用階段更不易碎，強度更高。”
水泥也可“大變臉”
“目前在我國的建筑工程中還沒有使用過這種‘透明水泥’。”中交四航局第二工程有限公司中心試驗室總工程師劉文利在接受記者采訪時表示，日常建造所使用的傳統水泥的基本成分主要是水泥加上沙、石和水，但在實際使用中，可額外加一些特殊材料來改變傳統水泥的一些特征：比如加入一些粉煤灰，可降低水泥用量，節約成本；加入硅灰或者礦粉，可以增加混凝土的耐久性；加入聚丙烯纖維，可以減少混凝土表面龜裂……
“意大利水泥集團發明的‘透明水泥’是在水泥中添加了樹脂，雖然具體他們如何結合的，我們目前還無法得知，但是目前在某些特殊的建筑工程中，我們也會在水泥中混加樹脂，將樹脂替代水來攪拌。”劉文利說，“樹脂的強度很高，但也很脆，容易一下子裂開，但如果能保證在其強度范圍內就沒有問題。”
流程猜想：結構設計是關鍵
由于開發出“透明水泥”的意大利水泥集團沒有公布材料的詳情，因此我們只知道“透明水泥”中的透明部分是一種新型材料，類似于玻璃，但玻璃是無法與水泥結合的，而這種透明體能夠很好地和水泥結合在一起，并能相互作用，提高抗折度和抗壓度，還能根據加入透明體的多少控制水泥板的透光度。
中國材料研究學會青年委員會理事、中山大學化學與化學工程學院副教授張藝告訴記者，“透明水泥”主要是由不透光的水泥和透光的樹脂這兩種材料組成，其中不透光的部分主要是由水泥、沙子、合成纖維和鋼筋混合而成，而透光的樹脂則有可能是像有機玻璃一樣具有良好光學性能的材料。“透明水泥”的制作流程有可能是先制造好一個帶孔的模板，然后將水泥基材澆筑進去，最后才在預留的孔位上灌注光學樹脂，經過一定的化學反應，形成了水泥與樹脂相結合的“透明水泥”。“這種特殊水泥板的技術關鍵應該在于光學材料的選擇以及水泥板的結構設計，例如孔的大小比例、疏密程度等。”張藝分析道。
據張藝介紹，有機玻璃比普通玻璃的強度要大很多，在日常生活中，不少窗戶、茶幾、飯桌都會運用到有機玻璃；有機玻璃的透光率也比普通玻璃的高，有機玻璃的透光度達到92%，而普通玻璃的透光度則是80%左右。此外，有機玻璃能透過73%的紫外線，而普通玻璃的紫外線透過率則非常低。
“我們可以把一面用‘透明水泥’建造的墻形象地看成是墻上安裝了無數微型窗戶，其光學性能非常好。與之前使用光纖所制備的‘透明水泥’相比，這種‘透明水泥’結構設計的透光性更強，而且應用更加靈活，可以根據孔的大小或多少來控制其透光性。根據意大利水泥集團的官方網站資料顯示，他們可以把透明水泥的透光性控制在10%~30%，只要其強度能滿足建筑要求就可以了。這種墻體一般采用鋼結構框架，‘透明水泥’則安裝在框架內部的空間。”張藝形象地描述道。
未來可廣泛應用
記者瀏覽意大利水泥集團的官網資料，發現這種透明混凝土的物理和化學特性都跟水泥差不多，主要特點有：透光度佳、隔熱性佳、無機材質、綠色環保、經久耐蝕、施工迅速、顏色多樣。作為展館的裝飾，它產生的是像玻璃幕墻那樣的作用，但并不承重。上海世博會是“透明水泥”第一次被使用，建筑多樣、功能集成將成為這種材料未來應用的方向。
對于“透明水泥”這種新型材料在未來的應用，張藝副教授也比較看好：“透明水泥具備如此高透明度源自于一種特殊的樹脂與水泥的混合，大量的、顏色各異的樹脂組合在一起可折射五彩斑斕的燈光，進一步加大了室內自然光照明的效果，有很好的視覺感覺。” 據介紹，這種透明混凝土還可以進一步優化，比如將透明體制成不同的顏色；在透明體內加上LED燈等等，適用于展館、娛樂場所、仿古建筑，甚至家具臺面等等。
