Kiudterasest raudbetoon: roheline valik, mis jätab väiksema süsiniku jalajälje
Sissejuhatus: jätkusuutlikkuse vajadus ehituses
Ehitustööstusel on suur probleem: betooni tuleb palju ära kasutada, aga ka keskkonnamõjusid tuleb vähendada. Betooni valmistamisel traditsioonilisel viisil kasutatakse palju uusi loodusressursse ja vabaneb palju süsihappegaasi. Sellest vaatenurgast pole teraskiudbetoon (SFRC) mitte ainult materjal, mis parandab mehaanilisi omadusi, vaid on ka rohelise ehituse liikumise võtmeosa. Betoon muutub tugevamaks, tõhusamaks ja keskkonnasõbralikumaks komposiidiks, kui lisatakse teraskiud, eriti need, mis on valmistatud ringlussevõetud ressurssidest.
1. Fiber Steel tugevdatud betooni (SFRC) tundmaõppimine
SFRC on komposiitmaterjal, mis on valmistatud lühikestest teraskiududest, mis on ühtlaselt jaotunud kogu betoonmaatriksis. Need mikro-tugevdused muudavad materjali mikroskoopilisel tasemel paremaks, erinevalt tavalisest raudbetoonist, mis kasutab peamise toena armatuuri. Teras ja betoon töötavad hästi koos, kuna neil on tugev side, mis paneb need koormuse all kokku painduma ja nende soojuspaisumistegurid on väga sarnased, mis tähendab, et need ei pinguta temperatuuri muutumisel erinevalt. Inimesed on betooni kasutanud sadu aastaid, kuid tänapäevane SFRC on tehnoloogias suur samm edasi. See muudab betooni tugevamaks, pragude suhtes vastupidavamaks ja üldiselt sitkemaks.
2. Keskkonnasõbralik-eelis: taaskasutatud teraskiud (RSF)
SFRC jaoks on kõige veenvam keskkonnaalane näide, et see kasutab ringlussevõetud teraskiude (RSF), mis on tavaliselt valmistatud asjadest, näiteks vanadest rehvidest, mille inimesed on ära visanud. See meetod lahendab kaks suurt probleemi korraga:
- Jäätmete ümbersuunamine: see annab ehitus- ja lammutusjäätmetele ning rehvijäätmetele väärtusliku-kasutamise, mis on elutsükli varade haldamisel olulised väljakutsed. Nii ei satuks palju prügi prügilatesse, mis on keskkonnale parem.
- Ressursitõhusus: see kasutab vähem esmasest rauamaagist valmistatud tööstuslikke teraskiude (ISF), mis säästab ammendumas olevaid loodusressursse ning vähendab tooraine hankimiseks ja töötlemiseks vajalikku energiat.
Võrdlevad olelustsükli hinnangud RSF aitab ehitustööstusel liikuda ringmajanduse suunas, muutes jäätmed kasulikuks ehitusmaterjaliks. See on kooskõlas ülemaailmsete jätkusuutlikkuse eesmärkidega.
3. Süsiniku jalajälje vähendamine ja mehaanilise jõudluse parandamine
Uuringud näitavad korduvalt, et RSF võib oluliselt parandada betooni mehaanilisi omadusi. ISF-i ja RSF-i võrdlevates uuringutes on uuritud, kuidas need mõjutavad survetugevust, lõhenemistõmbetugevust ja paindevõimet. RSF-i jõudlus võib muutuda sõltuvalt kiu pikkusest, läbimõõdust, kuvasuhtest ja annusest. Kuid see on väga tõhus viis betooni struktuurilise terviklikkuse parandamiseks, mistõttu saab seda kasutada mitmel erineval viisil.
Väiksem süsiniku jalajälg näitab keskkonnaeelist numbrites. Tööstuslike teraskiudude valmistamine võtab palju energiat, kuna see hõlmab rauamaagi kaevandamist, selle sulatamist ja töötlemist, mis kõik vabastab palju kasvuhoonegaase. Vanaraua terase ringlussevõtt seevastu võtab palju vähem energiat (kuni 74% vähem kui uue terase valmistamine), mis tähendab palju vähem saastet. Seega viib RSF-SFRC määramine otseselt väiksema süsinikusisalduseni sellistes konstruktsioonides nagu talad, tahvlid ja kõnniteed, ilma olulisi jõudlusnäitajaid ohverdamata.
4. Kasutusalad ja mis juhtub tulevikus
Kuna ehitustööstus võtab kasutusele keskkonnasõbralikumad meetodid, kasvab keskkonnasõbralike SFRC{0}}kasutus. See on eriti hea hoonetele, kus parem pragude kontroll, löögikindlus ja vastupidavus on kõige olulisemad (nt tööstuslikud põrandad, tunnelivooderdised, seismilised moderniseerimiselemendid, monteeritavad komponendid ja maanteekatted). Uued segude kujundused lähevad veelgi kaugemale, kombineerides RSF-i muude jäätmematerjalidega, sealhulgas kummipuru, klaasipulbri ja ringlussevõetud betoonist täitematerjalidega, et valmistada üli-säästvaid komposiite, mis kasutavad ressursse kõige rohkem ära.
SFRC tulevik on tihedalt seotud säästva arengu püüdlustega kogu maailmas. Käimasolevate uuringute eesmärk on täiustada jäätmetest kiudude eraldamise meetodeid, täiustada segude konstruktsioone, et tagada parem jõudlus, ja viia läbi pikaajalisi-vastupidavuse hindamisi, eriti seoses RSF-i korrosioonitundlikkusega erinevates tingimustes. Tõenäoliselt areneb RSF-SFRC turg palju, kuna ehitusstandardid ja keskkonnasäästlikud sertifitseerimissüsteemid (nagu LEED, BREEAM ja WELL) omistavad suuremat tähelepanu vähese süsinikdioksiidiheitega materjalidele ja ringmajandusele. See toob kaasa ehitussektori jätkusuutlikuma tuleviku.
Viimased mõtted
Fiber Steel tugevdatud betoon, eriti kui see on valmistatud taaskasutatud teraskiududest, on suurepärane näide sellest, kuidas olla ehituses nii keskkonnasõbralik kui ka uuenduslik. See on kasulik, jõudlus{1}}põhine viis betooni mehaaniliste omaduste parandamiseks, vähendades samal ajal ehitustööstuse süsinikdioksiidi mõju ja hoides prügi prügilasse eemal. Insenerid, arhitektid, arendajad ja seadusandjad, kes soovivad ehitada keskkonnasõbralikul viisil, peaksid valima keskkonnasõbraliku SFRC. See otsus on tark, sest tasakaalustab majanduslikud eesmärgid vajadusega maa eest hoolitseda. Tööstus võib seda materjali projektides kasutades muuta ehitatud keskkonna vastupidavamaks, madala-süsihappegaasiheitega ja kauakestvamaks-põlvkondade kaupa.