Kraj za čeličnu armaturu? Upoznajte polimerne rešetke za beton
Čelična armatura bi u budućnosti mogla da bude zamenjena ekološki prihvatljivijom ali i jačom alternativom.
Više od jednog veka čelična armatura tradicionalni je materijal za ojačavanje betonskih konstrukcija po pitanju otpornosti na zatezanje, ali kako se svi ostali materijali razvijaju da bi postali održiviji, red je došao i na armaturu.
Naučnici sa američkog Berklija nedavno su iskoristili pogodnosti 3D štampe, te su kreirali polimernu rešetkastu strukturu koja može da zameni konvencionalnu armaturu i zajedno sa betonom od cementa s niskom emisijom ugljenika, čini konstrukciju koja se može pohvaliti velikom otpornošću i čvrstoćom na zatezanje, i neminovnim ekološkim aspektom.
Polimerna vlakna su lagana, otporna na koroziju i jeftina za proizvodnju.
Ovo istraživanje sprovedeno je na kalifornijskom Berkliju i nadovezuje se na prethodne napore da se osmisli način za armiranje betona polimernim vlaknima. Ideja o primeni ovog materijala, kao alternative čeličnoj armaturi, javila se još pre oko pola veka, jer se tokom vremena ona pokazala kao tehnički dobar materijal ali težak, skup i sklon koroziji. Sa druge strane, polimerna vlakna su lagana, otporna na koroziju i jeftina za proizvodnju.
Postojeći istraženi pristup podrazumevao je mešanje vlakana u betonsku smesu pre nego što se on izlije. Međutim, ovo je dovodilo do neravnomerne raspodele vlakana širom betonske strukture, te je ona u nekim delovima bila dovoljno jaka, ali u drugim sklona pucanju. Inženjeri koji su stajali iza ove studije, nedavno su pokušali da reše ovaj nedostatak primenom 3D štampe, kako bi kreirali polimernu rešetku koja se smatra dobrim rešenjem zbog svoje lakoće i čvrstine.
Tim je koristio akrilonitril butadien stiren (ABS) za proizvodnju rešetke, koji karakteriše žilavost, širok temperaturni opseg, stabilnost i hemijska otpornost. Praznine rešetke su zatim ispunjene betonom ultra visokih performansi, koji ima četiri puta veću čvrstoću na pritisak od konvencijanog betona.
Karbon-neutralni beton
Istraživači su tokom procesa eksperimentisali sa ovim receptom, koristeći različite verzije polimerne rešetke, te je njihov procenat ukupne zapremine išao od 19,2 do 33,7%, piše Science Direct.
„Kada je materijal krt, može izdržati određeno opterećenje i onda puca. U ovom slučaju nismo primetili taj problem. Postajao je sve jači i jači. Za nas koji se zanimamo za beton ovo je neverovatno. Pretvoriti nešto vrlo krhko u nešto vrlo rastegljivo.“, rekla je Claudia Ostertag, koautor studije.
S obzirom da proizvodnja cementa emituju veliku količinu ugljenika, bitno je bilo i beton učiniti održivijim. Naime, tim ističe da bi konstrukciji u ovom pogledu doprineli polimeri koji mogu biti karbon-neutralni, pa čak i negativni ako postoji upotreba biopolimera ili ako se u proces uključi recikliranje.
Tim planira da istražuje i sa različitim oblicima rešetke, kako bi utvrdili koja geometrija je najbolja za određenu primenu.
Kad ste već ovde…
