Onderzoekers van de Universiteit van Sheffield hebben met succes een nieuwe manier getest om beton te beschermen tegen brandschade met behulp van materialen die zijn gerecycled van oude banden.

Het team gebruikte vezels die werden gewonnen uit de textielversterking die gewoonlijk in banden wordt ingebed om hun prestaties te garanderen. Door deze vezels aan het betonmengsel toe te voegen, werd aangetoond dat het de neiging van het beton om te spatten te verminderen - waar de oppervlaktelagen van beton afbreken - explosief onder de intense hitte van een brand.

Het gebruik van kunstmatige polypropyleen (PP)-vezels om betonconstructies te beschermen tegen beschadiging of instorting als er brand uitbreekt, is een relatief bekende techniek. Veel moderne constructies, inclusief grootschalige technische projecten zoals Crossrail, hebben beton gebruikt dat PP-vezels bevat voor bescherming tegen spatten van brand.

De Sheffield-studie toont als eerste aan dat deze vezels niet uit grondstoffen hoeven te worden gemaakt, maar kan in plaats daarvan worden teruggewonnen uit gebruikte banden. De resultaten worden gepubliceerd in het tijdschrift Brandtechnologie .

"We hebben aangetoond dat deze gerecyclede vezels een gelijkwaardige taak vervullen als 'virgin' PP-vezels, waarvoor veel energie en hulpbronnen nodig zijn om te produceren, " legt hoofdauteur Dr. Shan-Shan Huang uit, bij de afdeling Civiele Techniek en Bouwtechniek van de Universiteit van Sheffield.

"Op deze manier afvalstoffen gebruiken is goedkoper, en beter voor de planeet."

De vezels smelten onder de intense hitte van een vuur, verlaten van netwerken van kleine kanalen. Dit betekent dat vocht dat in het beton is opgesloten, kan ontsnappen, in plaats van vast te zitten, waardoor het beton explosief uitbreekt.

"Omdat de vezels zo klein zijn, ze hebben geen invloed op de sterkte of de stijfheid van het beton, " zegt dr. Huang.

"Hun enige taak is om te smelten wanneer de hitte intens wordt. Beton is een broos materiaal, dus zal relatief gemakkelijk uitbreken zonder dat deze vezels de druk in het beton helpen verminderen."

Door het beton te beschermen tegen spatten van brand, worden ook door het beton lopende stalen wapeningen beschermd. Wanneer de stalen versterkingen worden blootgesteld aan extreme hitte, verzwakken ze zeer snel, wat betekent dat een structuur veel meer kans heeft om in te storten. De Liverpool Waterfront Car Park heeft dit soort schade opgelopen tijdens een brand in 2017, waardoor de hele constructie uiteindelijk moet worden gesloopt.

In samenwerking met Twincon, een in Sheffield gevestigd bedrijf dat innovatieve oplossingen ontwikkelt voor de bouwsector, de onderzoekers hebben ook technologieën ontwikkeld om de vezels van de gebruikte banden terug te winnen.

Hierbij werden de vezels van het bandrubber gescheiden, het ontwarren van de vezels in strengen, en verdeel ze vervolgens gelijkmatig in het betonmengsel.

Het team is van plan om door te gaan met het testen van het materiaal met verschillende verhoudingen van de vezels tot beton, en ook het gebruik van verschillende soorten beton. Ze zijn ook van plan om meer te weten te komen over hoe de materialen reageren op warmte op microstructuurniveau. Door het beton te scannen terwijl het wordt verwarmd, ze zullen in staat zijn om de structurele veranderingen die plaatsvinden in het materiaal nauwkeuriger te zien.