Čelik dobija konkurenciju: Ovo je materijal koji preti da promeni čitav način gradnje, plastičan je, a pruža jednaku održivost
Dodajte Kurir Biznis u vaš Google izborArmirani beton predstavlja osnovu savremene građevinske industrije. Čelik se decenijama pokazuje kao veoma efikasan materijal za armiranje betona, zbog čega se više od 20% od približno dve milijarde tona čelika proizvedenog godišnje širom sveta koristi upravo za armaturu.
Međutim, i pored svojih prednosti, čelik ima određene mane. Njegova proizvodnja je skupa, materijal je težak i podložan koroziji, a sam proces proizvodnje ostavlja značajan uticaj na životnu sredinu.
Zbog toga naučnici već dugo tragaju za alternativnim rešenjima za armiranje, uključujući polimere ojačane staklenim ili karbonskim vlaknima. Jedna od opcija koja je privukla pažnju istraživača jeste i plastika.
Fokus istraživanja nije bio samo na materijalu već i na geometriji armature. Tim istraživača sa Univerziteta u Šardži odlučio je da ispita mogućnosti polilaktične kiseline (PLA), bioplastike koja se često koristi u 3D štampi. Ipak, pažnja nije bila usmerena isključivo na sam materijal, već i na oblik armature, prenosi Alpha Galileo.
Klasične cilindrične šipke već dugo predstavljaju standardno rešenje, kako kod čelične armature tako i kod drugih materijala. Istraživači su želeli da utvrde kakve efekte može doneti promena oblika armature.
Pomoću 3D štampe izradili su ravne pločaste elemente, kao i talasaste, nazubljene i trouglaste oblike koji su projektovani tako da obezbede bolje prijanjanje uz beton i efikasniji prenos naprezanja. Nakon toga, njihove performanse upoređene su sa standardnim pravim PLA šipkama.
Grede armirane PLA pločama dostigle su i do dva puta veće maksimalno opterećenje i apsorbovale do pet puta više energije u odnosu na one sa jednostavnim PLA šipkama
Rezultati istraživanja pokazali su da su nekonvencionalni oblici armature značajno efikasniji od tradicionalnih rešenja.
- Ploče su efikasnije od šipki. Grede armirane PLA pločama dostigle su i do dva puta veće maksimalno opterećenje i apsorbovale do pet puta više energije u odnosu na one sa jednostavnim PLA šipkama. Veća površina ploča omogućila je mnogo jače vezivanje za beton - objasnio je dr Muhamed Džunaid, rukovodilac istraživanja.
Studija objavljena u časopisu Construction and Building Materials pokazala je i da trouglasti i talasasti oblici značajno unapređuju sposobnost grede da izdrži naprezanja nakon pojave pukotina.
- Ovi nazubljeni oblici ponašaju se poput zuba, ostvarujući mehaničko prijanjanje sa betonom i sprečavajući proklizavanje armature.
Kada su upoređeni različiti PLA oblici, pločasti i talasasti elementi ostvarili su znatno bolje rezultate od klasičnih PLA šipki. U poređenju sa čeličnom armaturom, istraživači su zaključili da je kombinacija trouglastih talasastih ploča dala najbolje performanse.
Beton armiran ovim elementima postigao je istu duktilnost kao beton armiran čelikom, dok su uzorci dostigli gotovo 80% savojne čvrstoće čelično armiranih greda, što predstavlja značajan rezultat imajući u vidu dodatne prednosti PLA materijala.
Čelik je već više od sto godina ključni materijal u građevinarstvu i teško je očekivati njegovu potpunu zamenu u skorijem periodu. Ipak, ovo istraživanje ukazuje na mogućnost primene održivijih alternativa u pojedinim slučajevima.
PLA je biorazgradiv materijal, otporan na koroziju i znatno lakši od čelika, a dodatnu prednost predstavlja mogućnost preciznog oblikovanja pomoću 3D štampe.
Treba naglasiti da je istraživanje sprovedeno na manjim prototipovima, zbog čega će biti potrebna dodatna ispitivanja pre eventualne šire primene u građevinskoj industriji.
Biznis Kurir/Gradnja