Категория: Строительный материалы
Пеньковая арматура
Пеньковая аfматура - аналог стальной арматуры
Исследователи из Политехнического института Ренсселера в США изобрели альтернативу стальной арматуре, изготовленную из пеньки, которая, по их утверждению, позволяет избежать проблемы коррозии и одновременно сократить выбросы углерода в процессе строительства. Арматурный стержень из этого материала можно использовать для поддержки бетонных конструкций так же, как сегодня используют стальную и другую арматуру, но с меньшим воздействием на окружающую среду благодаря своему составу и сроку службы. В настоящее время ржавление стальной арматуры вносит значительный вклад в преждевременный износ конструкций, включая мосты, дороги, дамбы и здания.
«Из-за коррозии в средах с высокой концентрацией соли срок службы бетонных конструкций составляет 40–50 лет», — рассказывает архитектор и доцент Политехнического института Ренсселера (RPI) Александрос Цамис - Если бы арматура не подвергалась коррозии, ее было бы в три раза больше, и это внесло бы значительный общий вклад в сокращение выбросов углерода, поскольку срок службы каждой отдельной вещи, которую вы производите, увеличился бы в три раза .
По данным команды RPI, традиционная стальная арматура имеет относительно низкий уровень внутренней энергии, особенно если она изготовлена из переработанных материалов, хотя эта цифра скрывает влияние ее срока службы и потребности в техническом обслуживании. Однако при проектировании конструкций в условиях высокой коррозионной активности часто используются альтернативы традиционной стали, например, арматура из полимеров, армированных стекловолокном (GFRP), которая оказывает сильное воздействие на окружающую среду. Команда исследователей утверждает, что предварительные результаты показывают, что пеньковая арматура имеет значительно меньшее количество заключенной энергии, чем арматура из стеклопластика, при этом, вероятно, столь же долговечна, хотя работа еще не прошла рецензирование.
Пеньковая арматура сокращает время строительства
Арматура из пеньки изготавливается методом пултрузии, при котором волокна с помощью термопластов вытягиваются в нагретую матрицу и расплавляются, образуя сплошной стержень. Первый шаг — превратить пеньку в веревку, содержащую смесь натуральных и пластиковых волокон — точный «рецепт», над которым команда RPI все еще работает. Затем катушки этого каната подаются в машину, специально созданную для этого процесса. Это устройство, станок с ЧПУ размером с небольшой автомобиль, располагается на месте и кует арматуру по требованию, считывая данные из цифровых файлов, чтобы сгибать и резать изделие по заданной форме.
Арматура из пеньки может сократить время строительства, сохранив при этом низкую стоимость
Плюс этого процесса в том, что он должен сократить время строительства. Исследователи также намерены сделать его конкурентоспособным по стоимости или дешевле стандартной стальной арматуры, в отличие от других некорродирующих альтернатив, доступных в настоящее время. Их цель — сделать продукт очевидным выбором даже для проектов без больших бюджетов или целей устойчивого развития. Это также повлияло на конструкцию пултрузионной машины на месте, которую Цамис описывает как имеющую эстетику «John Deere», имея в виду компанию, производящую тракторы и тяжелое оборудование. «Арматура — это повседневный материал», — сказал Алесандрос Цамис. «Это материал, о котором нужно сообщать каждому подрядчику, каждому строителю в каждой деревне по всему миру. Так что это намеренно своего рода «машина для народа» в стиле John Deere».
Однако при проектировании конструкций в условиях высокой коррозионной активности часто используются альтернативы традиционной стали, например, арматура из полимеров, армированных стекловолокном (GFRP), которая оказывает сильное воздействие на окружающую среду. Команда исследователей утверждает, что предварительные результаты показывают, что пеньковая арматура имеет значительно меньшее количество заключенной энергии, чем арматура из стеклопластика, при этом, вероятно, столь же долговечна, хотя работа еще не прошла рецензирование.
:
Применение пеньковой арматуры
Исследователи из Политехнического института Ренсселера надеются опубликовать свою первую статью об этой технологии в 2022 году. В то же время они продолжат разработку и тестирование арматуры, а также ряда других инновационных продуктов, материалов и процессов, над которыми они работают в рамках кампании по разработке строительных технологий следующего поколения с использованием конопли.
Сверхпрочная пенька обещает быть многообещающей для множества строительных материалов
Хотя их пеньковая арматура в настоящее время является жизнеспособной альтернативой существующим продуктам, они ожидают, что в будущем эта технология станет еще более эффективной по мере совершенствования процессов экстракции и селекции растений для получения волокна.
Исследователи говорят, что пеньковая арматура, вероятно, еще несколько лет не будет использоваться в строительстве, но они уже ведут переговоры с несколькими крупными строительными компаниями о том, как этот материал может быть интегрирован в новые проекты. Поскольку изменение климата подталкивает строительную отрасль к борьбе с высоким углеродным следом , сокращение использования сильно загрязняющих материалов, таких как сталь, будет становиться все более важным.
