Арматура из конопли может предложить низкую цену

Aug 16, 2023

Исследователи из Политехнического института Ренсселера в США изобрели альтернативу стальной арматуре из конопли, которая, по их утверждению, позволяет избежать проблемы коррозии и одновременно сократить выбросы углекислого газа при строительстве.

Арматура из конопли может использоваться для поддержки бетонных конструкций так же, как сегодня используется сталь и другая арматура, но с меньшим воздействием на окружающую среду благодаря как составу материала, так и сроку службы.

В настоящее время ржавчина стальной арматуры в значительной степени способствует преждевременному разрушению конструкций, включая мосты, дороги, дамбы и здания, рассказали Dezeen руководители проекта Даниэль Вальчик и Александрос Цамис.

«Из-за коррозии в средах с высокой концентрацией соли срок службы бетонных конструкций составляет от 40 до 50 лет», — сказал Цамис, архитектор и доцент Политехнического института Ренсселера (RPI).

«Если бы арматура не ржавела, ее стоимость была бы в три раза больше, и это внесло бы значительный общий вклад в сокращение выбросов углекислого газа, потому что у вас в три раза больше срока службы для каждой отдельной вещи, которую вы делаете».

По данным команды RPI, традиционная стальная арматура имеет относительно небольшое количество воплощенной энергии, особенно если она изготовлена ​​из переработанных материалов, хотя это число скрывает влияние ее срока службы и потребностей в техническом обслуживании.

Однако при проектировании конструкций в высокоагрессивных средах часто используются альтернативы традиционной стали, такие как арматура из армированного стекловолокном полимера (GFRP), которая оказывает сильное воздействие на окружающую среду.

Команда говорит, что их предварительные результаты показывают, что арматура из конопли имеет значительно меньшее количество воплощенной энергии, чем арматура из стеклопластика, но, вероятно, столь же долговечна, хотя работа еще не прошла экспертную оценку.

Арматура из конопли изготавливается методом пултрузии, при котором волокна стягиваются термопластами в нагретую матрицу и плавятся, образуя твердый стержень.

Первый шаг — превратить коноплю в веревку, содержащую смесь натуральных и пластиковых волокон — точный «рецепт», над которым команда RPI все еще работает.

Витки этой веревки затем подаются в машину, созданную специально для этого процесса. Это устройство, станок с ЧПУ размером с небольшой автомобиль, устанавливается на месте и кует арматуру по требованию, считывая цифровые файлы, чтобы согнуть и разрезать изделие до заданной формы.

Арматура из конопли может сократить время строительства, сохраняя при этом низкие затраты

Плюсом этого процесса является то, что он должен сократить время строительства. Вальчик и Цамис также намерены сделать его конкурентоспособным по стоимости или дешевле стандартной стальной арматуры, в отличие от других нержавеющих 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, которую Цамис описывает как имеющую эстетику «Джона Дира», имея в виду компанию по производству тракторов и тяжелого оборудования.

«Арматура — это материал повседневного использования», — сказал Цамис. «Это материал, который необходимо донести до каждого подрядчика, каждого строителя в каждой деревне по всему миру. Так что это специально своего рода «народная машина» в духе John Deere».

Вальчик и Цамис вместе со своими студентами-соавторами Дэниелом Коэном и Шармадом Джоши надеются опубликовать свою первую статью по этой технологии в следующем году.

Тем временем они продолжат разрабатывать и тестировать арматуру, а также ряд других инноваций в продуктах, материалах и процессах, над которыми они работают в рамках разработки строительных технологий следующего поколения с использованием конопли.

Сверхпрочная конопля перспективна для использования в различных строительных материалах

Промышленная конопля — это класс растений каннабиса посевного, который содержит лишь небольшое количество психоактивного соединения ТГК. Его волокно является одним из самых прочных в растительном мире, оно такое же прочное, как стекловолокно в пересчете на вес, а также эта культура превосходно поглощает атмосферный углерод, делая это в два раза быстрее, чем деревья.