Fibre fra gamle dæk kan forbedre betonens brandmodstandsdygtighed

En ny måde at beskytte beton mod brandskader ved hjælp af materialer genbrugt fra gamle dæk er blevet testet med succes af forskere ved University of Sheffield.

Holdet brugte fibre ekstraheret fra tekstilforstærkningen, der almindeligvis er indlejret i dæk for at garantere deres ydeevne. Tilføjelse af disse fibre til betonblandingen viste sig at reducere betonens tendens til at spalte - hvor overfladelag af beton brækker af - eksplosivt under den intense varme fra en brand.

Brug af menneskeskabte polypropylen (PP) fibre til at beskytte betonkonstruktioner mod beskadigelse eller kollaps, hvis der opstår brand, er en relativt velkendt teknik. Mange moderne strukturer, herunder store ingeniørprojekter som Crossrail, har brugt beton, der indeholder PP-fibre til beskyttelse mod brandspaltning.

Sheffield-undersøgelsen er den første, der viser, at disse fibre ikke behøver at være fremstillet af råmaterialer, men kan i stedet genvindes fra brugte dæk. Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Brandteknologi .

"Vi har vist, at disse genbrugsfibre gør et job svarende til "jomfruelige" PP-fibre, som kræver masser af energi og ressourcer at producere, " forklarer hovedforfatter Dr. Shan-Shan Huang, i Department of Civil and Structural Engineering ved University of Sheffield.

"At bruge affaldsmaterialer på denne måde er billigere, og bedre for planeten."

Fibrene smelter under den intense varme fra en brand, efterlader netværk af små kanaler. Det betyder, at fugt fanget i betonen kan undslippe, i stedet for at blive fanget, hvilket får betonen til at bryde eksplosivt ud.

"Fordi fibrene er så små, de påvirker ikke styrken eller stivheden af ​​betonen, " siger Dr. Huang.

"Deres eneste opgave er at smelte, når varmen bliver intens. Beton er et sprødt materiale, så det vil bryde ud relativt let uden at have disse fibre med til at reducere trykket i betonen."

Beskyttelse af betonen mod brandspaltning betyder, at stålarmeringer, der løber gennem betonen, også beskyttes. Når stålarmeringerne udsættes for ekstrem varme, svækkes de meget hurtigt, hvilket betyder, at en struktur er meget mere tilbøjelig til at kollapse. Liverpool Waterfront Car Park led denne form for skade under en brand i 2017, fører til, at hele strukturen til sidst må rives ned.

Samarbejde med Twincon, en Sheffield-baseret virksomhed, der udvikler innovative løsninger til byggebranchen, forskerne har også udviklet teknologier til at genvinde fibrene fra de brugte dæk.

Dette involverede adskillelse af fibrene fra dækgummi, udrede fibrene til tråde, og fordel dem derefter jævnt i betonblandingen.

Holdet planlægger at fortsætte med at teste materialet med forskellige forhold mellem fibre og beton, og også ved hjælp af forskellige typer beton. De planlægger også at finde ud af mere om, hvordan materialerne reagerer på varme på mikrostrukturniveau. Ved at scanne betonen, mens den opvarmes, de vil være i stand til mere præcist at se de strukturelle ændringer, der finder sted inde i materialet.