持続可能なコンクリートは建設業界の環境フットプリントの削減に役立ちます

新しい解決策として、科学者たちは合成材料を天然繊維や廃棄物からの材料に置き換えました。

写真：Pixabay/Darkmoon_Art

コンクリートは「地球上で最も破壊的な物質」と呼ばれていますが、それには十分な理由があります。

「この記事が半分まで読み終わる頃には、その水量はアルバート・ホールを埋め尽くし、ハイド・パークに溢れ出るでしょう。1日でその量は中国の三峡ダムにほぼ匹敵するでしょう。1年でパティオを作るのに十分な量になります」イングランドのあらゆる丘、谷、隅々を越えて」とガーディアン紙は説明している。

「コンクリートは、水に次いで地球上で最も広く使用されている物質です。セメント産業を国に例えると、最大28億トンの世界第3位の二酸化炭素排出国となり、これを上回るのは中国と米国だけです。」新聞は続けます。

したがって、コンクリートに代わる持続可能な代替品を求める競争が始まっているのも不思議ではありません。 オーストラリアのフリンダース大学の科学者が率いる国際研究チームの1つは、合成強化材を天然繊維や廃棄物からの材料に置き換えるという新しい解決策を考案した。

彼らの技術は、「再生可能な天然繊維で強化され、鉛精錬やガラス製造からの産業副産物と廃棄物ベースの砂で作られたジオポリマーは、天然砂を含むものの強度、耐久性、乾燥収縮特性に匹敵することができる」と報告している。その結果、より多くの原材料が消費され、その処理中に余分な排出物が発生します。」

従来のコンクリートに代わる新たに作られたこのコンクリートは、構造グレードの建設材料に天然繊維を使用することで大きな期待を示しています。 試験の結果、廃ガラス砂から作られたジオポリマーは、天然の川砂から作られたジオポリマーよりも強度に優れ、吸水性が低いことが示されました。

同時に、鉛精錬スラグベースのジオポリマーは、天然の川砂で調製されたジオポリマーと比較して、乾燥収縮が低くなります。 ラミー、サイザル麻、麻、コイア、ジュート、竹などの天然繊維も実験で試しられました。

「ラミー、麻、竹の繊維を 1% 含むジオポリマー (およびラミー繊維を 2% 含む) は、強化されていないジオポリマーよりも高い圧縮強度と引張強度を示し、乾燥収縮率が低くなります。一方、ラミー繊維を 1% 含むジオポリマーは、強度が最も高く、乾燥収縮率が最も低くなります。 」と研究者らは報告している。

毎年、世界中で約 250 億トンのコンクリートが使用されており、コンクリートの製造では再生不可能な天然資源の約 30% が消費され、温室効果ガスの約 8% が​​排出されます。 しかし、新しいコンクリート代替品が十分に規模が拡大すれば、産業をより持続可能にする可能性があると科学者らは言う。

「私たちは、コンクリート骨材を含む大量の産業副産物や廃棄物をリサイクルして、コンクリートの機械的特性と耐久性を向上させるだけでなく、他の方法では建設的に使用できない代替の環境に優しい天然繊維を使用することもできます。 」と、この発見に関する研究の著者である構造工学の研究者であるアリアクバル・ゴランプール氏は述べています。

「また、さまざまな建築用途向けに、再生粗骨材と水ペーパーを含む他のタイプのセルロース繊維の混合物の設計も検討していきます。また、将来的には建設用 3D プリンティングにおけるそれらの用途を調査する予定です。」