Устойчив конкретен напредък като алтернатива на гражданското строителство

Изследовател от USP Сао Карлос работи за намаляване на екологичните щети върху цимента, отговорни за 5% от емисиите на CO2 в света

Устойчив бетон

Изображение: annawaldl през Pixabay / CC0

Циментът е отговорен за 5% от емисиите на въглероден диоксид (CO2) в света. Това е и вторият най-консумиран материал на планетата, на второ място след водата. Въпреки ползите, масовото му присъствие в гражданското строителство предполага големи екологични щети. Професор Бруно Луис Даминели от Института по архитектура и урбанизъм (IAU) на USP в Сао Карлос работи върху устойчиви конкретни форми от докторантурата си, проведена в Политехническото училище на USP (Поли), със стаж в Кралския технологичен институт. (Швеция).

  • Цимент: знайте неговия произход, значение, рискове и алтернативи

В докторантурата изследователят разработва смеси от бетон с ниско съдържание на цимент. Тоест, той създава по-меки композиции за бетон - основно съставени от вода, цимент, пясък и чакъл - без да нарушава неговите характеристики. Изследователят изучава как да намали разликите между инертните материали, които влизат в сместа. Колкото повече кухини между тях, толкова повече цимент трябва да се използва за запълването им. По същия начин, колкото по-малко кухини, толкова по-малко цимент е необходим.

Използвайки две различни техники (опаковане и разпръскване на частици), Damineli намалява кухината между инертните материали и намалява количеството цимент, използван в бетона, със 75%, в сравнение с бетона с добро качество, произведен на пазара. „При лабораторните тестове това намаление е много голямо, тъй като контролът върху използваните тестове и материали е по-голям. Въпреки това на практика смятаме, че е възможно да се намалят 50%, без да се намалява якостта на бетона ”, казва той. Резултатите донесоха на учения 1-во място в Starkast Betong през 2012 г., в допълнение към наградата USP Tese Highlight Award 2015.

Илюстративна схема на: а) кухини между инертни материали в конвенционален бетон, съдържащи чакъл (сиви кръгове) и пясък (жълт); б) намалени кухини в бетон с по-висока степен на опаковане (Кредити: Bruno Damineli)

Без чакъл: прототип на къща с рециклиран инерт

Вторият аспект на устойчивостта на бетона, с който Damineli работи, се състои в подмяна на чакъл с рециклирани инертни материали. „Проблемът е, че рециклираният инерт е по-слаб от естествения и, за да се компенсира това, често се увеличава съдържанието на цимент в сместа, като също така се увеличава още повече въздействието върху околната среда“, критикува професорът.

Следователно сегашната ви грижа е да помислите как да поддържате устойчивостта на „устойчивия бетон“. За тази цел тя вече е подписала споразумение с национална компания за изграждане на прототип на къща, която трябва да започне през август 2019 г., като се използва рециклиран инерт. Идеята е да се анализира степента, до която е възможно да се използва този материал, като се поддържа добра връзка между количеството цимент в сместа и механичните характеристики, т.е. без да се нарушава неговата устойчивост.

Даминели вече е публикувал статия през 2017 г., описваща използването на рециклирани инертни материали с ниска доза циментово съдържание. В прототипната къща се провеждат няколко теста, за да се постигне възможно най-добрата връзка между съдържанието на цимент и експлоатационните характеристики. Ако тестовете са успешни, основният материал, използван в световните сгради, ще намали драстично въздействието си върху околната среда.