Onderzoek aan de Universiteit van Bath heeft aangetoond dat afvalplastic een levensvatbare gedeeltelijke vervanging is voor zand in structureel beton, het bieden van een mogelijke oplossing voor toekomstig duurzaam bouwen en tegelijkertijd het aanpakken van zandtekorten in India.

Het door Bath geleide onderzoek - in samenwerking met collega's van het Goa Engineering College, India – heeft laten zien hoe het vervangen van 10 procent zand in beton door afvalplastic kan helpen om de enorme hoeveelheden plastic afval op de straten van India te verminderen, en een nationaal zandtekort aan te pakken.

Gepubliceerd in het tijdschrift Construction and Building Materials, het onderzoek laat zien hoe het team verschillende soorten plastic heeft onderzocht om te zien of ze kunnen worden verpletterd en gebruikt als vervanging voor zand, die doorgaans goed is voor 30 procent van een betonmengsel.

Het door de Universiteit van Bath geleide project toonde aan dat het vervangen van zand door plastic afvaldeeltjes van vergelijkbare grootte en vorm uit vermalen plastic flessen, resulteerde in beton dat bijna net zo sterk was als conventionele betonmengsels. Door 10 procent zand in beton te vervangen, er wordt berekend dat deze aanpak 820 miljoen ton zand per jaar kan besparen, en helpen de hoeveelheid plastic afval te verminderen.

De onderzoekers onderzochten deze aanpak door betonnen kubussen en cilinders te testen. Vijf soorten plastic deeltjes, inclusief die van gerecyclede plastic flessen en gerecyclede plastic zakken, werden uitgeprobeerd in de mixen in verschillende maten. Gerecycleerde plastic flessen, gemalen en gesorteerd om te passen bij het zand dat wordt vervangen, bleken het beste te presteren.

Als een van 's werelds snelst groeiende economieën, een bloeiende bouwsector en een snel groeiende stedelijke bevolking, de kosten en de vraag naar zand in India zijn enorm gestegen met alleen al in 2014 280 megaton cement dat daar is geproduceerd.

Dit heeft geleid tot ongereguleerde zandwinning uit rivierbeddingen; in die mate dat dergelijke mijnbouw nu in veel Indiase staten is verboden. Ook, de hoge zandwinning kan leiden tot andere problemen zoals kusterosie en een instabiele visserij.

De snelle ontwikkeling van het land heeft er ook toe geleid dat plastic afval een groot probleem is geworden in India met 15, 000 ton plastic wordt elke dag op straat gedumpt vanwege een gebrek aan geschikte recyclingfaciliteiten. Eerder onderzoek heeft het potentieel onderzocht om zand in beton gedeeltelijk te vervangen door gebroken autobanden en andere soortgelijke materialen; dit leidde ertoe dat Dr. Orr en zijn team de haalbaarheid onderzochten van het gebruik van plastic afval als mogelijk alternatief voor zand.

Dit onderzoek, die vandaag (donderdag 13 september 2018) door een internationaal wetenschappelijk comité is geselecteerd om de Atlas Award te ontvangen als erkenning voor zijn potentiële maatschappelijke impact over de hele wereld, levert het proof-of-concept voor een aanpak die de afval- en zandtekorten in India aanzienlijk kan aanpakken en ook een oplossing biedt voor toekomstig duurzaam bouwen.

Hoofdonderzoeker en universitair docent betonconstructies aan Cambridge, Dr. John Orr – die het onderzoek voltooide terwijl hij aan de Universiteit van Bath werkte – merkte op:

Typisch, wanneer je een inert, door de mens gemaakt materiaal zoals plastic in beton, je verliest een beetje kracht omdat het plastic materiaal niet op dezelfde manier hecht aan de cementpasta in het materiaal als een zanddeeltje.

De belangrijkste uitdaging hier was om een ​​limiet te hebben tussen een kleine vermindering van sterke punten, die we bereikten, en het gebruik van een geschikte hoeveelheid plastic om het de moeite waard te maken. Het is echt een levensvatbaar materiaal voor gebruik in sommige bouwgebieden dat ons kan helpen problemen aan te pakken als het niet kunnen recyclen van het plastic en het voldoen aan een vraag naar zand.

Mede-onderzoeker en lezer bij de afdeling Architectuur en Civiele Techniek van de Universiteit van Bath, Dr. Richard Ball, zei:

Kenmerken van het afval dat aan het beton wordt toegevoegd, zoals het type kunststof en de grootte en vorm van de deeltjes kunnen allemaal invloed hebben op de uiteindelijke betoneigenschappen. Zelfs als de prestatievermindering structurele toepassingen verbiedt, kunnen minder technische toepassingen, zoals straatstenen, haalbaar zijn.

wereldwijd, Beton speelt een integrale rol in de bouwsector en is goed voor ongeveer negen procent van het budget van een nieuw gebouw en is verantwoordelijk voor bijna de helft van de CO2-uitstoot van een gebouw. Elk jaar, Er wordt 4,2 biljoen kilogram cement geproduceerd, wat resulteert in ongeveer 1,9 kubieke meter beton voor elke persoon op aarde. Er wordt voorspeld dat de bouw zal blijven versnellen met een vloeroppervlak gelijk aan dat van Parijs dat naar verwachting tot 2040 elke week zal worden gebouwd.

De krant, getiteld "Prestaties van structureel beton met gerecycled plastic afval als gedeeltelijke vervanging voor zand, " is gepubliceerd in Constructie en bouwmaterialen .