Genbrug af beton via højtrykskomprimering for at forbedre byggeriets bæredygtighed

Århundreder af bygninger, broer og andre konstruktioner har brugt beton på grund af dens høje styrke og enkle produktion. Ikke desto mindre kommer cirka 8 % af de globale kulstofemissioner fra cementproduktion. Der er således en løbende indsats for at minimere dette enorme CO2-fodaftryk. Nogle af disse bestræbelser på at reducere forurening fokuserer på genbrug af betonaffald. For eksempel har forskere i Japan for nylig været banebrydende for højtrykskomprimering som et ligetil middel til genanvendelse af beton. Det er dog nødvendigt med yderligere forbedringer for at udnytte sådanne produkter optimalt.

Nu, i en undersøgelse for nylig offentliggjort i Construction and Building Materials , har forskere fra Institute of Industrial Science ved University of Tokyo eksperimentelt målt ændringerne i trykstyrke og finskalastruktur, der induceres af varmebehandling efter sådan komprimering. Denne undersøgelse vil hjælpe med at forbedre genbrugsbetonens egenskaber og forbedre byggebranchens bæredygtighed.

Varmebehandling er blevet foreslået som et middel til at forbedre anvendeligheden af ​​højtrykskomprimering. Resultaterne har dog været blandede, lige fra forringet til forbedret kvalitet. "Vi søgte at tilføje klarhed til denne debat," forklarer Md. Ibrahim Mostazid, seniorforfatter. "Ved systematisk at studere almindelige varmebehandlingsforhold og den tilsvarende mikrostruktur har vi nøje evalueret de forbedrede egenskaber af det resulterende betonprodukt."

Forskerne testede blandinger af genbrugt portlandcementbeton med jern/stål og tilsætningsstoffer til højovnsslagge. De testede tre almindelige varmebehandlinger efter komprimering. Varmebehandlingerne bidrog alle til mikrostrukturelle omorganiseringer, der resulterede i forbedrede egenskaber. Endvidere øgede inkorporering af slagge betonens densitet og finskalahomogenitet, hvilket yderligere bidrog til forbedrede egenskaber. For eksempel i en betonblanding øgede autoklavering efter komprimering ved 180°C i 8 timer trykstyrken med>5× sammenlignet med ingen autoklavering. Med andre ord har forskerne udviklet et energieffektivt middel til at forbedre resultatet af betongenanvendelse.

"Forskellige termiske behandlinger forbedrede betonens styrke, men ved forskellige mekanismer," siger Mostazid. "For eksempel svarede autoklavering af betonen til produktion af hydrogarnet, et andet mineral end det, vi observerede efter simple varmebehandlinger."

I fremtiden kan forskere sammenligne disse data med resultaterne af deres egne betongenbrugsprogrammer - f.eks. damphærdning. I den forbindelse vil test af genbrugsbetons ydeevne have klare numeriske og mikrostrukturelle referencepunkter. Sådanne standarder vil hjælpe forskere med at evaluere forskellige procedurer, der alle er rettet mod de samme miljømæssige bæredygtighedsmål, og hjælpe med at minimere byggeindustriens CO2-fodaftryk. + Udforsk yderligere

Genbrugsbeton kunne være en bæredygtig måde at holde murbrokkerne væk fra lossepladser