La ricerca condotta da Bath ha mostrato come sostituire il 10% di sabbia nel cemento con rifiuti di plastica può aiutare a ridurre le enormi quantità di rifiuti di plastica nelle strade dell'India, e affrontare una carenza di sabbia nazionale. Credito:Università di Bath
La ricerca presso l'Università di Bath ha dimostrato che la plastica di scarto è un valido sostituto parziale della sabbia nel calcestruzzo strutturale, fornendo una possibile soluzione per la futura costruzione sostenibile affrontando la carenza di sabbia in India.
La ricerca condotta da Bath, in collaborazione con i colleghi del Goa Engineering College, India – ha dimostrato come sostituire il 10% della sabbia nel cemento con rifiuti di plastica può aiutare a ridurre le enormi quantità di rifiuti di plastica nelle strade indiane, e affrontare una carenza di sabbia nazionale.
Pubblicato sulla rivista Construction and Building Materials, la ricerca dimostra come il team ha studiato vari tipi di plastica per vedere se potevano essere frantumati e usati in sostituzione della sabbia, che in genere rappresenta il 30 percento di una miscela di calcestruzzo.
Il progetto condotto dall'Università di Bath ha dimostrato che la sostituzione della sabbia con particelle di plastica di scarto di dimensioni e forma simili provenienti da bottiglie di plastica macinate, ha portato a un calcestruzzo resistente quasi quanto le miscele di calcestruzzo convenzionali. Sostituendo il 10% di sabbia nel calcestruzzo, si calcola che questo approccio potrebbe far risparmiare 820 milioni di tonnellate di sabbia all'anno, e contribuire a ridurre i livelli di rifiuti di plastica.
I ricercatori hanno studiato questo approccio testando cubi e cilindri di cemento. Cinque tipi di particelle di plastica, compresi quelli provenienti da bottiglie di plastica riciclate e sacchetti di plastica riciclata, sono stati sperimentati nelle miscele in una varietà di formati. Bottiglie di plastica riciclate, macinato e graduato per adattarsi alla sabbia da sostituire, sono stati trovati per le prestazioni migliori.
Essendo una delle economie in più rapida crescita al mondo, un settore edile in forte espansione e una popolazione urbana in rapida crescita, il costo e la domanda di sabbia in India sono saliti alle stelle con 280 megatoni di cemento prodotti lì nel solo 2014.
Ciò ha portato all'estrazione non regolamentata della sabbia dai letti dei fiumi; nella misura in cui tale attività mineraria è ora vietata in molti stati indiani. Anche, l'alto livello di estrazione della sabbia può portare ad altri problemi come l'erosione costiera e un'industria della pesca instabile.
Il rapido sviluppo del paese ha anche significato che i rifiuti di plastica sono diventati un problema significativo in India con 15, 000 tonnellate di plastica scaricate nelle strade ogni giorno a causa della mancanza di strutture adeguate per il riciclaggio. La ricerca precedente ha studiato il potenziale di sostituire parzialmente la sabbia nel calcestruzzo con pneumatici per auto frantumati e altri materiali simili; ciò ha portato il Dr. Orr e il suo team a studiare la fattibilità dell'utilizzo dei rifiuti di plastica come possibile alternativa alla sabbia.
Questa ricerca, che oggi (giovedì 13 settembre 2018) è stato selezionato da un comitato scientifico internazionale per ricevere l'Atlas Award in riconoscimento del suo potenziale impatto sociale in tutto il mondo, fornisce la prova del concetto per un approccio che potrebbe affrontare in modo significativo i problemi di scarti e scarsità di sabbia in India, oltre a offrire una soluzione per la futura costruzione sostenibile.
Ricercatore principale e docente universitario di Cambridge in Strutture in calcestruzzo, Il Dr. John Orr, che ha completato la ricerca mentre lavorava all'Università di Bath, ha commentato:
Tipicamente, quando metti un inerte, materiale artificiale come la plastica nel cemento, si perde un po' di forza perché il materiale plastico non si lega alla pasta di cemento nel materiale come farebbe una particella di sabbia.
La sfida principale in questo caso era stabilire un limite tra una piccola riduzione dei punti di forza, che abbiamo raggiunto, e utilizzando una quantità adeguata di plastica per renderlo utile. È davvero un materiale valido per l'uso in alcune aree di costruzione che potrebbe aiutarci ad affrontare i problemi di non essere in grado di riciclare la plastica e soddisfare la domanda di sabbia.
Co-investigatore e lettore presso il Dipartimento di Architettura e Ingegneria Civile dell'Università di Bath, Dottor Richard Ball, disse:
Caratteristiche dei rifiuti aggiunti al calcestruzzo, come il tipo di plastica e la dimensione e la forma delle particelle possono avere un'influenza sulle proprietà finali del calcestruzzo. Anche quando la riduzione delle prestazioni vieta le applicazioni strutturali, gli usi tecnologici inferiori come le lastre per pavimentazione possono essere praticabili.
Globalmente, il calcestruzzo svolge un ruolo fondamentale nel settore delle costruzioni, rappresentando circa il 9% del budget di un nuovo edificio ed è responsabile di quasi la metà delle emissioni di CO2 di un edificio. Ogni anno, Vengono prodotti 4,2 trilioni di chilogrammi di cemento, risultando in circa 1,9 metri cubi di calcestruzzo per ogni persona sul pianeta. Si prevede che la costruzione continuerà ad accelerare con una superficie equivalente a quella di Parigi che dovrebbe essere costruita ogni settimana fino al 2040.
La carta, intitolato "Prestazioni del calcestruzzo strutturale con rifiuti di plastica riciclata in sostituzione parziale della sabbia, " è pubblicato in Materiali da costruzione e da costruzione .