Закрыть
конопля

Из конопли можно сделать арматуру такой же прочной, как сталь.

конопляное волокно

Эта новая арматура может позволить зданиям служить дольше и меньше загрязнять окружающую среду.

Когда в июне прошлого года в Серфсайде, штат Флорида, внезапно рухнуло 12-этажное здание кондоминиума, одна из причин была скрыта глубоко внутри строения. В бетонных фундаментах, стенах и полах был важный, но рискованный строительный материал: стальная арматура. После обрушения исследователи обнаружили, что этот материал подвергся значительной коррозии, достаточной для обрушения массивного здания.

Стальная арматура, или стяжки, является ключевым компонентом в строительстве таких зданий, как эта многоквартирная башня, и имеет решающее значение для их структурной целостности. Но стальная арматура также чувствительна к влаге, которая может проникать в бетон, вызывая в значительной степени невидимую коррозию, которая может привести к разрушению конструкции почти без предупреждения.

конопля 1 арматура
[Изображение: Алекс Цамис/любезно предоставлено Политехническим институтом Ренсселера]

Группа исследователей из Политехнического института Ренсселера (RPI) предлагает альтернативу. Вместо использования стали армировать бетон, они разработали композитный армирующий материал из удивительно прочных конопляных волокон. Их арматура на основе конопли использует прочные волокна стебля конопли в сочетании со смолой или биопластиком для формирования стержней, которые могут безопасно заменить стальную арматуру в бетонных конструкциях.

Величина потенциала этого материала значительна. Стальная арматура везде, от тротуаров до небоскребов. «Они вездесущи во всех бетонных конструкциях. Они просто набиты арматурой», — говорит Дэн Валчик, профессор машиностроения RPI. «И это миллионы, если не миллиарды долларов строительных материалов каждый год».

Устранение стали в бетонной конструкции могло бы устранить риск коррозии, из-за которой квартира во Флориде разрушилась. С меньшей коррозией бетон в зданиях и мостах может прослужить десятилетия дольше. «Заменив материал, используемый в объекте, волокнистым композитом вместо стали, вы можете значительно уменьшить углеродный след строительной отрасли, так как вы продлите срок службы конструкций», — говорит г-н Цамис.

конопляная арматура
[Изображение: Алекс Цамис/любезно предоставлено Политехническим институтом Ренсселера]

Конопляная арматура и машины для ее изготовления разрабатываются Цамисом и Вальчиком вместе со студентом-архитектором Дэниелом Коэном и студентом-механиком Шармадом Джоши. Цамис сравнивает эту технологию с 3D-печатью, для которой требуется как нить, так и машина. Арматурная нить из конопли представляет собой комбинацию волокон конопли, которые были извлечены и обернуты в термопласт, который затем смотан в спиральную катушку. Машина, которую команда строит в качестве доказательства концепции, представляет собой устройство размером с автомобиль, которое всасывает намотанный материал, нагревает его и объединяет в затвердевшие стержни. Г-н Цамис объясняет, что машина предназначена для работы на месте во время строительных проектов, что позволяет производить арматуру из конопли по мере необходимости. Специально адаптированный штамп может формировать арматуру в соответствии с потребностями строительного проекта и даже сгибать ее в сложные формы, которые в противном случае были бы сделаны на месте строителями.

лира:  Медицинская конопля и апноэ во сне

Это может показаться фантастическим, но материал не особенно сложен в изготовлении, по словам Цамиса, который говорит, что проект начался во время пандемии, когда университетские лаборатории были закрыты. «Первый опыт консолидации мы получили в кухонных духовках, — говорит Цамис. «И первые струны мы сделали вручную. Я просил сына потянуть за другую сторону веревки, которую я делал за своим столом. Кот моего студента жевал веревку, пока он делал свою версию. Поэтому начало было довольно скромным с точки зрения доступных технологий. »

Однако остаются некоторые проблемы. По словам Вальчика, США отстают от других стран в производстве промышленной конопли, которая была легализована только в 2018 году. Биопластики также являются относительно новыми. «Существует большая неопределенность в отношении того, откуда взялись эти материалы», — говорит Валчик. «Если мы разработаем эту технологию в ближайшие две недели, у нас не обязательно будет цепочка поставок материалов для нее. »

лира:  Конопляное масло

Но как только материал будет доступен, Цамис говорит, что для строительной отрасли не составит труда заменить свою стальную арматуру на разновидность на основе конопли. «Люди уже умеют работать с этим материалом. Здесь есть все методы строительства и все ноу-хау», — объясняет г-н Цамис.

исследователи утверждать Арматура из конопли, вероятно, не войдет в здание в течение нескольких лет, но они уже ведут переговоры с несколькими крупными строительными компаниями о том, как этот материал можно использовать в новых проектах. Государственное или федеральное финансирование поможет ускорить развитие технологий, говорит Вальчик, а Цамис говорит, что партнерство с промышленностью, например, с производителями канатов, может помочь сместить производство.

Поскольку изменение климата подталкивает строительную отрасль к сокращению своего высокого углеродного следа, сокращение использования сильно загрязняющих окружающую среду материалов, таких как сталь, становится все более важным. По словам Цамиса, широкая применимость конопляной арматуры делает ее типом натурального материала, который промышленность может использовать для уменьшения своего огромного воздействия. «Это потребует большого объема производства, и мы думаем, что это заставит определенные элементы цепочки поставок встать на свои места», — объясняет он.


Ключевые слова: бетонбиотехнологияЭкологичное виноградарствопоиск
weedmaster

Автор weedmaster

Медиа-вещатель и менеджер по коммуникациям, специализирующийся на легальном каннабисе. Вы знаете, что они говорят? знание - сила. Поймите научные основы медицины каннабиса, оставаясь в курсе последних исследований, методов лечения и продуктов, связанных со здоровьем. Будьте в курсе последних новостей и идей о легализации, законах, политических движениях. Ознакомьтесь с советами, приемами и практическими рекомендациями от самых опытных производителей на планете, а также с последними исследованиями и выводами научного сообщества о медицинских качествах каннабиса.