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第24届冬季奥运会将在北京举办,新建的国家速滑馆(“冰丝带”)是北京主赛区的标志性场馆。
制冰技术是速滑馆建设的关键,中国建设团队采用了冬奥场馆历史上第一次使用的新技术——二氧化碳跨临界直冷制冰技术。该技术碳排放趋近于零,且对大气臭氧层没有影响,是目前世界上最环保的制冰技术。该技术可控制冰面温差在 0.5 ℃以内,制冰更加均匀,这在以 0.001 秒计时的高水平竞技中尤为关键。
研究发现,制冰机的二氧化碳蒸发温度和转桶材料对制冰量都有影响,图 1 所示为其他条件相同时,制冰量随二氧化碳蒸发温度和转桶材料的变化。
冰面下是混凝土冰板层,施工中需使用专用抗冻混凝土以保证冰面质量。混凝土的主要材料是水泥,水泥是以石灰石(主要成分为CaCO3)、粘土(主要成分为SiO2、Al2O3等)等为原料,在高温条件下发生一系列反应制得的硅酸盐材料。科学家通过调整混凝土的材料配方增强其抗冻性,图2是掺有陶粒的陶粒混凝土和普通混凝土的抗冻性对比实验结果(强度损失率越高,抗冻性越差)。
独具“中国范”的冬奥场馆赛后将常年举办各种冰上赛事,成为北京市民参与体育冰上运动的多功能场馆。
(原文作者赵莹莹等,有删改)