Affaldsplast i beton kan understøtte bæredygtigt byggeri i Indien

Forskning ved University of Bath har vist, at plastaffald er en levedygtig delvis erstatning for sand i konstruktionsbeton, leverer en mulig løsning for fremtidigt bæredygtigt byggeri, samtidig med at man afhjælper sandmangel i Indien.

Den Bath-ledede forskning - i samarbejde med kolleger fra Goa Engineering College, Indien – har vist, hvordan udskiftning af 10 procent af sand i beton med affaldsplastik kan være med til at reducere de enorme mængder plastikaffald på Indiens gader, og håndtere en national sandmangel.

Udgivet i tidsskriftet Construction and Building Materials, forskningen viser, hvordan holdet undersøgte forskellige typer plastik for at se, om de kunne knuses og bruges som erstatning for sand, som typisk udgør 30 procent af en betonblanding.

Det University of Bath-ledede projekt viste, at udskiftning af sand med lignende størrelse og formede affaldsplastikpartikler fra formalede plastikflasker, resulterede i beton, der var næsten lige så stærk som konventionelle betonblandinger. Ved at erstatte 10 procent af sand i beton, det beregnes, at denne tilgang kan spare 820 millioner tons sand om året, og hjælpe med at reducere niveauet af plastikaffald.

Forskerne undersøgte denne tilgang ved at teste betonterninger og cylindre. Fem typer plastikpartikler, herunder dem fra genbrugte plastikflasker og genbrugte plastikposer, blev afprøvet i blandingerne i forskellige størrelser. Genbrugte plastikflasker, slebet og sorteret for at passe til sandet, der udskiftes, viste sig at fungere bedst.

Som en af ​​verdens hurtigst voksende økonomier, en blomstrende byggesektor og en hastigt voksende bybefolkning, omkostningerne og efterspørgslen efter sand i Indien er steget i vejret med 280 megatons cement fremstillet der alene i 2014.

Dette har ført til ureguleret sandindvinding fra flodlejer; i det omfang, at sådan minedrift nu er forbudt i mange indiske stater. Også, det høje niveau af sandindvinding kan føre til andre problemer såsom kysterosion og en ustabil fiskeindustri.

Landets hurtige udvikling har også betydet, at plastaffald er blevet et betydeligt problem i Indien med 15, 000 tons plastik dumpet i gaderne hver dag på grund af mangel på egnede genbrugsfaciliteter. Tidligere forskning har undersøgt potentialet ved delvist at erstatte sand i beton med knuste bildæk og andre lignende materialer; dette førte til, at Dr. Orr og hans team undersøgte levedygtigheden af ​​at bruge plastikaffald som et muligt alternativ til sand.

Denne forskning, som i dag (torsdag d. 13. september 2018) er blevet udvalgt af en international videnskabelig komité til at modtage Atlas-prisen som en anerkendelse af dens potentielle samfundsmæssige påvirkning over hele verden, giver proof of concept for en tilgang, der i væsentlig grad kan løse Indiens problemer med affalds- og sandmangel, samt tilbyde en løsning for fremtidigt bæredygtigt byggeri.

Principal investigator og Cambridge University Lektor i Concrete Structures, Dr. John Orr – som afsluttede forskningen, mens han arbejdede på University of Bath – kommenterede:

Typisk, når du sætter en inert, menneskeskabt materiale som plastik til beton, du mister en smule styrke, fordi plastmaterialet ikke binder til cementpastaen i materialet på samme måde, som en sandpartikel ville.

Den vigtigste udfordring her var at have en grænse mellem en lille reduktion i styrker, som vi opnåede, og bruge en passende mængde plastik for at gøre det umagen værd. Det er virkelig et levedygtigt materiale til brug i nogle områder af byggeriet, der kan hjælpe os med at tackle problemer med ikke at kunne genbruge plasten og imødekomme efterspørgslen efter sand.

Co-investigator og læser i University of Bath's Department of Architecture &Civil Engineering, Dr. Richard Ball, sagde:

Karakteristika for det affald, der tilføres betonen, som plasttypen og partiklernes størrelse og form kan alle have indflydelse på de endelige betonegenskaber. Selv når reduktionen i ydeevnen forbyder strukturelle anvendelser, kan lavere teknologiske anvendelser såsom belægningsplader være levedygtige.

Globalt, beton spiller en integreret rolle i, at byggebranchen står for omkring ni procent af en ny bygnings budget, mens den er ansvarlig for næsten halvdelen af ​​en bygnings CO2-udledning. Hvert år, Der fremstilles 4,2 billioner kilo cement, hvilket resulterer i omkring 1,9 kubikmeter beton for hver person på planeten. Det forudsiges, at byggeriet vil fortsætte med at accelerere med et gulvareal svarende til det i Paris, der forventes at blive bygget hver uge indtil 2040.

Papiret, med titlen "Ydeevne af konstruktionsbeton med genbrugt plastaffald som delvis erstatning for sand, " er offentliggjort i Bygge- og byggematerialer .