Przekształcanie odpadów budowlanych w nowe materiały
Budownictwo ma duży wpływ na środowisko. Materiały wykorzystywane do budowy nie tylko wymagają ogromnych ilości zasobów naturalnych, ale po rozbiórce wybudowane konstrukcje generują również znaczną ilość składowanych odpadów. A co jeśli mogłoby być inaczej? Co by było, gdyby budownictwo mogło stać się cyrkularne? Projekt RECOMPOSE finansowany ze środków UE sugeruje, że to możliwe. „Przetwarzanie odpadów budowlanych z rozbiórki na materiały budowlane z recyklingu jest wykonalnym i ekonomicznym sposobem na zamknięcie obiegu materiałów budowlanych” — mówi Qiuni Fu(odnośnik otworzy się w nowym oknie), stypendystka działań „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) na Uniwersytecie Luksemburskim(odnośnik otworzy się w nowym oknie), partnerze koordynującym projekt.
Promowanie stosowania betonu kruszywowego z recyklingu
Badania prowadzone w ramach projektu pomogły promować wykorzystanie na dużą skalę betonu kruszywowego z recyklingu (RAC). „Wytwarzany poprzez kruszenie starego betonu w nowe kruszywo, RAC oferuje szereg korzyści dla środowiska, w tym ochronę zasobów naturalnych i zmniejszenie ilości odpadów składowanych na wysypiskach” — wyjaśnia Fu. „Jednak ze względu na takie właściwości, jak wyższe pochłanianie wody i niższa gęstość, zastosowanie RAC zostało ograniczone do konstrukcji niestrukturalnych, takich jak chodniki”. Aby promować szersze wykorzystanie RAC, Fu, wraz ze swoim promotorem Markusem Schäferem(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zaproponowała wykorzystanie materiału pochodzącego z recyklingu do stworzenia stalowo-betonowej kompozytowej płyty stropowej. W tym celu zidentyfikowali zachowanie nośne połączeń ścinanych RAC z łącznikami sworzniowymi z łbami, stworzyli bazę danych stochastycznych reakcji połączeń RAC z łącznikami sworzniowymi z łbami oraz opracowali model projektowy dla tego rodzaju połączeń. Kompozyt stalowo-betonowy to metoda konstrukcyjna, która łączy stal i beton w celu stworzenia pojedynczej, mocniejszej jednostki poprzez fizyczne połączenie dwóch materiałów i wykorzystanie ich indywidualnych mocnych stron.
Nowa płyta zawierająca 100% kruszywa z recyklingu
W oparciu o ich pracę zespół projektowy dostarczył kilku ważnych wyników. „Po raz pierwszy poznaliśmy właściwości nośne łączników sworzniowych z łbami w systemie podłóg kompozytowych RAC zawierającym 100% kruszywa pochodzącego z recyklingu” — podkreśla Fu. Projekt zwrócił również uwagę na kwestię relaksacji obciążenia w łącznikach ścinanych sworzniowych z łbami przy zastosowaniu 100% RAC, w tym drobno zmielonych materiałów. „Wyniki te stanowią cenną podstawę do dalszych badań nad różnymi geometriami i składami betonu, aż do długoterminowego zachowania struktur kompozytowych, w szczególności w odniesieniu do relaksacji związanej z RAC i efektów pełzania” — dodaje Schäfer. Jako profesor zwyczajny inżynierii strukturalnej i konstrukcji kompozytowych na Uniwersytecie w Luksemburgu, Schäfer pomógł opracować drugą generację Europejskiego kodeksu projektowania konstrukcji kompozytowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). W ramach projektu opracowano model obliczeniowy do przewidywania nośności połączeń z łącznikami sworzniowymi z łbami, a także zaproponowano zmodyfikowany model projektowy w celu spełnienia wymagań niezawodności strukturalnej zgodnie z normą EN 1990 Eurokodu(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Projekt RECOMPOSE pomógł wypełnić ważną lukę w rozwoju konstrukcji kompozytowych stal-RAC. Prowadzone prace naukowe zainspirują dodatkowe badania nad parametrami konstrukcji kompozytowych stal-RAC pod różnymi obciążeniami, aby ostatecznie dostarczyć danych potrzebnych do zrozumienia mechanicznego zachowania tego cyrkularnego materiału. „Dzięki postępom dokonanym w standaryzacji zastosowań kompozytów stal-RAC projekt RECOMPOSE stanowi ważny krok w kierunku masowego recyklingu odpadów betonowych i stworzenia gospodarki o obiegu zamkniętym” — podsumowuje Fu.
Bliżej gospodarki o obiegu zamkniętym
Projekt RECOMPOSE pomógł wypełnić ważną lukę w rozwoju konstrukcji kompozytowych stal-RAC. Prowadzone prace naukowe zainspirują dodatkowe badania nad parametrami konstrukcji kompozytowych stal-RAC pod różnymi obciążeniami, aby ostatecznie dostarczyć danych potrzebnych do zrozumienia mechanicznego zachowania tego cyrkularnego materiału. „Dzięki postępom dokonanym w standaryzacji zastosowań kompozytów stal-RAC projekt RECOMPOSE stanowi ważny krok w kierunku masowego recyklingu odpadów betonowych i stworzenia gospodarki o obiegu zamkniętym” — podsumowuje Fu.
