Forskare vid USP São Carlos arbetar för att minska miljöskador på cement, som ansvarar för 5% av koldioxidutsläppen över hela världen
Bild: annawaldl via Pixabay / CC0
Cement ansvarar för 5% av koldioxidutsläppen (CO2) i världen. Det är också det näst mest konsumerade materialet på planeten, näst bara vatten. Trots fördelarna innebär dess närvaro i massiv skala inom civil byggnad höga miljöskador. Professor Bruno Luís Damineli, USP: s Institute of Architecture and Urbanism (IAU), i São Carlos, har arbetat med hållbara konkreta former sedan sin doktorsexamen, som hölls vid USPs Polytechnic School (Poli), med en praktikplats vid Royal Institute of Technology (Sverige).
- Cement: känner till dess ursprung, betydelse, risker och alternativ
Under doktorsexamen utvecklade forskaren blandningar av betong med låg cementhalt. Det vill säga han skapade mjukare kompositioner för betong - i grund och botten består av vatten, cement, sand och grus - utan att kompromissa med dess prestanda. Forskaren studerade hur man kan minska klyftorna mellan aggregaten som går in i blandningen. Ju fler tomrum mellan dem, desto mer cement måste användas för att fylla dem. Ju mindre tomrum, desto mindre cement behövs.
Med hjälp av två olika tekniker (förpackning och spridning av partiklar) minskade Damineli tomrummet mellan aggregaten och minskade mängden cement som användes i betongen med 75%, jämfört med betong av god kvalitet som produceras på marknaden. ”I laboratorietester är denna minskning mycket hög, eftersom kontrollen över test och material är större. Trots det tror vi i praktiken att det är möjligt att minska 50% utan att minska betongens hållfasthet, säger han. Resultaten gav forskaren 1: a plats i Starkast Betong, 2012, förutom USP Outstanding Tese Award 2015.
Illustrativt schema för: a) hålrum mellan aggregat i konventionell betong, innehållande grus (grå cirklar) och sand (gul); b) minskade tomrum i betong med högre grad av förpackning (poäng: Bruno Damineli)
Inget grus: prototyphus med återvunnet material
Den andra aspekten av betonghållbarhet som Damineli arbetar med består i att ersätta grus med återvunna aggregat. "Problemet är att det återvunna aggregatet är svagare än det naturliga och för att kompensera för detta är det vanligt att öka cementinnehållet i blandningen, vilket också ökar miljöpåverkan ännu mer", kritiserar professorn.
Därför är ditt nuvarande intresse att tänka på hur man bibehåller motståndet från "hållbar betong". För detta ändamål har det redan tecknat ett avtal med ett nationellt företag om att bygga ett prototyphus, som planeras starta i augusti 2019, med hjälp av återvunnet aggregat. Tanken är att analysera i vilken utsträckning det är möjligt att använda detta material, bibehålla ett bra förhållande mellan mängden cement i blandningen och mekanisk prestanda, det vill säga utan att kompromissa med dess motstånd.
Damineli har redan publicerat en artikel 2017 som beskriver användningen av återvunna ballast med låg dos cementinnehåll. I prototyphuset pågår flera tester för att uppnå bästa möjliga samband mellan cementinnehåll och prestanda. Om testerna lyckas kommer det huvudsakliga materialet som används i världsbyggnader att minska sin miljöpåverkan dramatiskt.
