science >> Wetenschap >  >> Chemie

Duurzaam bouwen met milieuvriendelijk beton

Verschillende vormen getest op de smeltbare metaalvezel. Krediet:Tokyo Institute of Technology

Op 18 februari, Universitair hoofddocent Masatoshi Kondo (Laboratorium voor geavanceerde kernenergie, Instituut voor innovatief onderzoek, Tokyo Institute of Technology) sprak tijdens een perswebinar georganiseerd door de Japan Association of Communication for Science and Technology. Kondo presenteerde bevindingen over het thema "Duurzaam gaan in de bouw - 'vloeibaar metaal' gebruiken om milieuvriendelijk beton te maken." Kondo legde het snijvlak uit van onderzoek naar gewapend beton gemaakt met smeltbare metaalvezels om een ​​samenleving waarin hulpbronnen worden hergebruikt te realiseren.

Het doel van dit onderzoek is om een ​​nieuw recyclebaar vezelversterkt beton te ontwikkelen en systemen op te zetten om het nieuwe materiaal in de samenleving te implementeren. Er werd een onderzoeksteam gevormd bestaande uit Kondo, die onderzoek doet naar vloeibare metaaltechnologie; Universitair hoofddocent Nobuhiro Chijiwa (Departement Civiele en Milieutechniek, School voor Milieu en Maatschappij), gespecialiseerd in civieltechnische materialen; en universitair docent Minho O (afdeling Materials Science and Engineering, School voor materialen en chemische technologie), die gespecialiseerd is in metaalchemie.

Tijdens het perswebinar Kondo introduceerde Ryounkaku, die zich in Asakusa bevond en het grootste houten gebouw was in de Meiji-periode. (Ryounkaku werd voltooid in 1890. Het had 12 verdiepingen en was 52 meter hoog.) Hij introduceerde ook Roppongi Midtown, die werd voltooid in de Heisei-periode. (Roppongi Midtown werd voltooid in 2007. Het heeft 54 ​​verdiepingen en is 248 meter hoog). Gebaseerd op het voorbeeld van deze twee gebouwen, Kondo wees op de snelle ontwikkeling van betonarchitectuur in Japan en het belang van beton in de moderne samenleving.

Prototype van smeltbaar metaalvezelversterkt beton. Krediet:Tokyo Institute of Technology

Kondo legde uit dat de hoeveelheid betonafval die alleen al in Japan wordt gegenereerd, ongeveer 30 miljoen ton per jaar is. Dit overtreft de hoeveelheid plastic afval die het land produceert, wat ook als een serieus probleem wordt beschouwd met ongeveer 9 miljoen ton per jaar. Kondo benadrukte het probleem van afval en de noodzaak om effectief gebruik te maken van beperkte middelen. Momenteel wordt afvalbeton ingezameld, uit elkaar gehaald, en gerecycled. Hoe dan ook, het merendeel van de gerecyclede materialen wordt alleen als wegdekmateriaal gebruikt en is beperkt bruikbaar.

Vezelversterkt beton (FRC) heeft vezels van verschillende materialen die door het beton zijn verspreid om de fragiele eigenschappen van beton aan te vullen. FRC wordt op veel gebieden gebruikt, maar het kan niet worden gerecycled. In antwoord, Kondo, Chijiwa, en O gericht op FRC. Om de scheiding en terugwinning van afvalstoffen te vergemakkelijken, een metaal met een laag smeltpunt (smeltbaar metaal) werd gedispergeerd als vezels voor het versterken van het beton. Het team stelt smeltbare metalen FRC voor die verder zijn versterkt.

De metaalvezels gebruiken metalen zoals tin, aluminium, en hun legeringen met lage smeltpunten. Het onderzoeksteam probeert de haalbare sterkte te bepalen door unieke vormen te gebruiken voor de smeltbare metaalvezels die in het beton zijn verspreid. Verder, het team hoopt scheiding en terugwinning van de metaalvezels mogelijk te maken door het afvalbeton te verwarmen, waardoor de metaalvezels in vloeistof worden omgezet.

Tijdens het perswebinar Kondo introduceerde het eigenlijke prototype van de nieuw ontwikkelde smeltbare FRC. Hij demonstreerde ook het smelten van metaal met behulp van gallium, die eigenlijk smelt bij ongeveer 27 tot 28 ° C. Bovendien, Kondo toonde resultaten die de taaiheid van het prototypemateriaal verifieerden bij verschillende niveaus van vezelgehalte. Ook legde hij uit hoe je het metaal van het afvalmateriaal kunt scheiden.

Kondo legde uit dat, omdat beton onmisbaar is in het dagelijks leven, hij blijft onderzoek doen naar de circulatie van beton als hulpbron. Hij sloot zijn presentatie af met het bedanken van de vele mensen die ondersteuning bieden en de uitdaging van innovatie omarmen.