Бетон, имеющий общеизвестный большой углеродный след, является главной целью исследователей, разрабатывающих более экологичные материалы для будущего строительства. Ряд исследований показал, как старые резиновые шины можно использовать для изготовления версий, которые более прочные, более термостойкие и достаточно гибкие для использования в качестве дорожного материала. Новое исследование оценило его ценность в реальных условиях, путем использования бетона, содержащего старые шины, в качестве плиты жилого здания и наблюдая за его характеристиками в течение нескольких лет, где он превзошел обычный бетон по ряду параметров.
Тип бетона в центре этого исследования известен как модифицированный резиновой крошкой бетон, и его производство включает измельчение резиновой шины в крошку, по консистенции похожую на песок. Затем эту крошку можно использовать для замены определенной доли песка, обычно смешиваемого с цементом, водой и другими ингредиентами для образования бетона, уменьшая зависимость от природного материала и давая вторую жизнь выброшенному каучуку.
Ученые из Университета Южной Австралии и Мельбурнского королевского технологического университета попытались перенести этот материал из «лаборатории в плиту» ("lab to the slab"), отметив, что, хотя он показал многообещающие результаты в лабораторных испытаниях, его надежность в реальном строительстве требует дальнейшего изучения.
Чтобы изучить его практическое применение в жилых помещениях, в 2018 году ученые отлили две плиты из бетона, армированного резиновой крошкой, в кампусе Университета Южной Австралии вместе с двумя обычными бетонными плитами. Они послужили входами в лабораторию гражданского строительства, через которые проходило много людей, и при этом команда внимательно следила за характеристиками материалов с течением времени.
«Мы обнаружили, что модифицированный резиновой крошкой бетон (с заменой песка до 20 процентов по объему) в некоторых отношениях превосходит обычный бетон, с более высокой ударопрочностью, ударной вязкостью и пластичностью, более высоким коэффициентом демпфирования, лучшей тепло- и звукоизоляцией, а также меньшим весом», — сказал автор исследования д-р Осама Юссф. «Что касается перекачки, стяжки или отделки бетонной поверхности с помощью затирочной машины, подрядчики также сообщили об отсутствии разницы между использованием модифицированного резиновой крошкой бетона и обычного бетона, заявив, что перемешивание резиновой крошки на самом деле требовало меньше физических усилий во всех аспектах».
Такие факторы, как ударопрочность и ударная вязкость, служат хорошим предзнаменованием для долговечности бетона, что является ключевым вопросом для ученых, работающих в этой области. Производство бетона невероятно углеродоемко, поэтому, когда он начинает трескаться, разрушаться или выходить из строя, а конструкции необходимо заменить, это создает еще большую нагрузку на окружающую среду. Таким образом, создание более прочных форм при использовании старых, не биоразлагаемых шин может быть полезным по нескольким направлениям.
«Результаты ясно показывают, что модифицированный резиновой крошкой бетон является жизнеспособной и многообещающей альтернативой обычному бетону на рынке бытового бетона», — сказал автор исследования профессор Ян Чжугэ. «Мы настоятельно рекомендуем бетонной промышленности рассматривать такой бетон в качестве эко-устойчивой альтернативы обычному бетону в железобетонных жилых домах».
Исследование опубликовано в журнале Structures.
Источник: University of South Australia
