История создания бетона космической эры и того, как он может снизить вес сборного железобетона и одновременно обеспечить высокую прочность изделий.
Это простая концепция, но ответ не так прост: уменьшить вес бетона, не влияя на его прочность. Давайте ещё больше усложним этот фактор, решая экологические проблемы: не только сократим выбросы углерода в процессе производства, но и уменьшим количество мусора, выбрасываемого на обочины дорог.
«Это была полная случайность», — сказал Барт Рокетт, владелец филадельфийской компании по производству полированного бетона и стеклянной облицовки Rockett. Изначально он пытался усовершенствовать свою систему полированного бетонного покрытия — пол, в котором для создания эффекта терраццо используются только переработанные осколки стекла. Согласно имеющимся данным, она на 30% дешевле и имеет 20-летнюю гарантию. Система разработана для достижения высокой степени полировки и стоит на 8 долларов за фут дешевле, чем традиционный терраццо, что потенциально позволяет подрядчику по полировке значительно сэкономить, обеспечивая при этом высокое качество полов.
До полировки Рокетт начал свой опыт работы с бетоном, имея 25-летний опыт работы в строительном бетоне. «Экологичное» переработанное стекло привлекло его в индустрию полированного бетона, а затем и стеклянных покрытий. За десятилетия работы его работы с полированным бетоном завоевали множество наград (в 2016 году он получил премию «Выбор читателей» журнала Concrete World и 22 другие награды за прошедшие годы), и теперь он мечтает выйти на пенсию. Столько продуманных планов.
Припарковавшись для дозаправки, Арчи Филшилл увидел грузовик Рокетта, который использовал переработанное стекло. Насколько было известно Филу Хиллу, он был единственным, кто хоть как-то работал с материалами. Филшилл — генеральный директор и соучредитель компании AeroAggregates, производителя сверхлёгких закрытых ячеистых пеностеклянных заполнителей (FGA). В печах компании также используется 100% переработанное стекло, как и в напольном покрытии Rockett's Glass Overlay, но производимые строительные заполнители лёгкие, негорючие, теплоизолированные, свободно дренирующие, неабсорбирующие, устойчивые к химикатам, гниению и кислотам. Это делает FGA отличной альтернативой зданиям, лёгким насыпям, платформам распределения нагрузки и изолированным земляным полотнам, а также для снижения боковых нагрузок на подпорные стены и конструкции.
В октябре 2020 года «он пришёл ко мне и спросил, чем я занимаюсь», — рассказал Рокетт. «Он сказал: „Если ты сможешь добавить эти камни (его заполнитель) в бетон, то получишь нечто особенное“».
Компания AeroAggregates работает на рынке Европы уже около 30 лет, а в США — 8 лет. По словам Рокетта, сочетание лёгкой массы стеклопенопласта с цементом всегда было проблемой, не имеющей решения.
В то же время Рокетт использовал белый цемент CSA для своего пола, чтобы обеспечить желаемые эстетические и эксплуатационные качества. Ему было интересно, что получится, и он смешал этот цемент с лёгким заполнителем. «Как только я добавлю цемент, [заполнитель] всплывёт наверх», — сказал Рокетт. Если кто-то попытается замесить партию бетона, это не совсем то, что нужно. Тем не менее, любопытство побудило его продолжить.
Белый цемент CSA производится компанией Caltra из Нидерландов. Одним из дистрибьюторов, с которыми сотрудничает Rockett, является компания Delta Performance, специализирующаяся на добавках, красителях и спецэффектах для цемента. Шон Хейс, владелец и президент Delta Performance, пояснил, что, хотя обычный бетон серый, белизна цемента позволяет подрядчикам окрашивать его практически в любой цвет — уникальная возможность, когда цвет имеет значение.
«Я с нетерпением жду возможности поработать с Джо Гинсбергом (известным дизайнером из Нью-Йорка, который также сотрудничал с Rockett), чтобы придумать что-то действительно уникальное», — сказал Хейс.
Ещё одно преимущество использования CSA — снижение углеродного следа. «По сути, CSA-цемент — это быстротвердеющий цемент, заменитель портландцемента», — сказал Хейс. «По технологии производства CSA-цемент аналогичен портландцементу, но обжигается при более низкой температуре, поэтому его считают — или продают — более экологичным цементом».
В этой космической эре ConcreteGreen Global Concrete Technologies вы можете увидеть, как стекло и пена смешиваются в бетоне.
Используя запатентованный процесс, он и небольшая группа отраслевых экспертов создали прототип блока, в котором волокна создавали эффект габиона, удерживая заполнитель в бетоне, а не поднимая его на поверхность. «Это Святой Грааль, который все в нашей отрасли искали 30 лет», — сказал он.
Известный как бетон космической эры, он используется для производства сборных изделий. Усиленные стальными стержнями, армированными стекловолокном, которые значительно легче стали (не говоря уже о том, что, по имеющимся данным, в пять раз прочнее), бетонные панели, как сообщается, на 50% легче традиционного бетона и обладают впечатляющими прочностными характеристиками.
«Когда мы все закончили смешивать наш особый коктейль, он весил 90 фунтов. По сравнению с обычным бетоном, вес которого составляет 150 фунтов на кубический фут», — пояснил Рокетт. «Теперь не только вес бетона уменьшается, но и вес всей конструкции значительно уменьшается. Мы не пытались это разработать. Сидя в гараже в субботу вечером, я просто пожалел об удаче. У меня есть лишний цемент, и я не хочу его тратить. Вот так всё и началось. Если бы я не прикоснулся к полированному бетону 12 лет назад, он никогда бы не превратился в систему напольного покрытия и не превратился бы в лёгкий цемент».
Месяц спустя была создана компания Green Global Concrete Technology Company (GGCT), в которую вошли несколько партнеров, увидевших потенциал новых сборных изделий Rockett.
Вес: 2400 фунтов. Космический бетон на ярд (обычный бетон весит примерно 4050 фунтов на ярд).
Испытание PSI было проведено в январе 2021 года (новые данные испытания PSI были получены 8 марта 2021 года). По словам Рокетта, бетон космической эры не растрескивается, как можно было бы ожидать при испытаниях на прочность при сжатии. Вместо этого, из-за большого количества волокон, используемых в бетоне, он расширяется, а не сдвигается, как обычный бетон.
Он создал два разных варианта бетона космической эры: инфраструктурную смесь из стандартного серого бетона и белую архитектурную смесь для цвета и дизайна. План «экспериментального» проекта уже находится в разработке. Первоначальные работы включали строительство трёхэтажного демонстрационного сооружения с подвалом и крышей, пешеходными мостами, звукоизоляционными стенами, домами/приютами для бездомных, водопропускными трубами и т.д.
Дизайн заголовков GGCT разработал Джо Гинзберг. Гинзберг занял 39-е место в рейтинге 100 лучших дизайнеров мира по версии журнала Inspiration и вошел в 25 лучших дизайнеров интерьера Нью-Йорка по версии журнала Covet House. Гинзберг обратился к Рокетту во время реставрации вестибюля из-за его стеклянного пола.
В настоящее время планируется, что все будущие проекты будут проектироваться с учётом глаз Гинзберга. По крайней мере, на начальном этапе он и его команда планируют курировать и руководить проектами с использованием сборных железобетонных изделий космической эпохи, чтобы гарантировать правильность монтажа и соответствие стандартам.
Работа по использованию бетона, соответствующего космическим технологиям, уже началась. Гинзберг планирует начать строительство в августе, проектируя офисное здание площадью 2000 квадратных футов (2000 квадратных футов): три этажа, один подвал и мансардный этаж. Площадь каждого этажа составляет около 500 квадратных футов (500 квадратных футов). Всё будет выполнено в здании, и каждая деталь будет выполнена с использованием архитектурного портфолио GGCT, Rockett Glass Overlay и Гинзберга.
Эскиз приюта/дома для бездомных, построенного из лёгких сборных бетонных плит. Глобальная технология экологичного бетона.
ClifRock и Дэйв Монтойя из Lurncrete совместно с GGCT работают над проектом быстровозводимого жилья для бездомных. За более чем 25 лет работы в бетонной отрасли он разработал систему, которую можно назвать «невидимой стеной». Упрощённо говоря, в раствор можно добавить водоредуцирующую добавку, чтобы подрядчик мог стоять без опалубки. После этого подрядчик сможет построить 1,8-метровую стену. Затем стену «вырезают», чтобы украсить дизайн.
У него также есть опыт использования арматуры из армированной стекловолокном стали в панелях для отделки и строительства жилых домов. Вскоре его нашла компания Rockett, надеясь продвинуть технологию Space Age Concrete дальше.
С приходом Монтойи в GGCT команда быстро нашла новое направление и назначение для своих лёгких сборных панелей: создание убежищ и мобильных домов для бездомных. Более традиционные укрытия часто разрушаются в результате преступных действий, таких как снятие медной изоляции или поджоги. «Когда я сделал его из бетона, — сказал Монтойя, — проблема в том, что его невозможно сломать. Нельзя с ним возиться. Нельзя ему навредить». Эти панели устойчивы к плесени, огнестойки и обладают естественным коэффициентом теплоизоляции (R), что обеспечивает дополнительную защиту от воздействия окружающей среды.
По имеющимся данным, укрытия, работающие на солнечных батареях, можно построить за один день. Коммуникации, такие как электропроводка и водопровод, будут интегрированы в бетонные панели, чтобы предотвратить повреждения.
Наконец, мобильные сооружения спроектированы так, чтобы быть портативными и модульными, что может сэкономить муниципалитетам значительные средства по сравнению с неустойчивыми зданиями. Несмотря на модульность, текущая конструкция укрытия имеет площадь 8 на 10 футов (примерно 84 квадратных фута). GGCT ведёт переговоры с некоторыми государственными и местными органами власти по вопросам специальных зон в зданиях. Лас-Вегас и Луизиана уже проявили интерес.
Монтойя сотрудничает со своей другой компанией, Equip-Core, с военными, чтобы использовать ту же панельную систему для некоторых тактических тренировочных сооружений. Бетон прочный и долговечный, а пробоины от боевых выстрелов можно обрабатывать вручную, смешивая тот же бетон. Отремонтированная заплатка затвердеет через 15–20 минут.
Компания GGCT использует потенциал бетона космической эры благодаря его лёгкости и прочности. Компания нацелена на применение сборного железобетона в строительстве зданий и сооружений, не являющихся укрытиями. Потенциальные продукты включают лёгкие звукоизолирующие перегородки, ступени и пешеходные мосты. Они создали имитационную звукоизоляционную панель размером 4 х 8 футов, напоминающую каменную стену. План предусматривает пять различных вариантов исполнения.
В конечном счёте, цель команды GGCT — расширить возможности подрядчика посредством программы лицензирования. В какой-то степени распространить её по всему миру и создать рабочие места. «Мы хотим, чтобы люди присоединялись и покупали наши лицензии», — сказал Рокетт. «Наша задача — разрабатывать эти вещи так, чтобы мы могли использовать их немедленно… Мы обращаемся к лучшим специалистам в мире, мы делаем это сейчас. Люди, которые хотят начать строить заводы, хотят воплощать свои проекты. Люди, участвующие в команде… Мы хотим построить зелёную инфраструктуру, у нас есть зелёная инфраструктура. Нам нужны люди, которые будут строить зелёную инфраструктуру прямо сейчас. Мы её разработаем, мы покажем им, как строить её из наших материалов, они её примут».
«Ухудшение состояния национальной инфраструктуры теперь стало серьёзной проблемой», — сказал Рокетт. «Серьёзные протечки, объекты, которым 50–60 лет, проседание, трещины, избыточный вес… И единственный способ построить здания таким образом и сэкономить миллиарды долларов — это использовать лёгкие материалы, когда у вас есть 20 000… Нет нужды усложнять машину и ездить на ней целый день [имея в виду потенциал применения бетона космической эры в строительстве мостов]. Пока я не начал работать с AeroAggregates и не послушал, что они сделали со всей инфраструктурой и её лёгкостью, я действительно всё это осознал. Главное — двигаться вперёд. Используйте это для строительства».
Если рассмотреть все компоненты бетона космической эры в совокупности, выбросы углерода также сократятся. Цемент CSA имеет небольшой углеродный след, требует более низких температур печи, использует вспененные и переработанные стеклянные заполнители, а также армированные стекловолокном стальные стержни — каждый из которых играет свою роль в «зеленой» части GGCT.
Например, благодаря меньшему весу AeroAggregate подрядчики могут перевозить 100 ярдов материала за раз, в то время как обычный трёхосный грузовик перевозит 20 ярдов. С этой точки зрения, недавний проект с использованием AeroAggregate в качестве заполнителя в аэропорту позволил подрядчику сэкономить около 6000 рейсов.
Помимо помощи в восстановлении нашей инфраструктуры, Рокетт также способствует устойчивому развитию посредством программ переработки. Для муниципалитетов и центров переработки вывоз переработанного стекла — дорогостоящая задача. Его концепция называется «второй по величине синий контейнер» и подразумевает стекло, собранное в результате закупок муниципалитетами и поселками. Эта концепция основана на четкой цели переработки: дать людям возможность лучше понимать конечный результат переработки в своем районе. План заключается в создании отдельного большого контейнера для сбора стекла (второй синий контейнер) на муниципальном уровне, а не мусорного бака, который обычно ставят на обочине дороги.
GGCT устанавливается на комплексе AeroAggregate в Эддистоуне, штат Пенсильвания. Green Global Concrete Technologies
«Сейчас весь мусор загрязнён», — сказал он. «Если мы сможем отделить стекло, это сэкономит потребителям миллионы долларов на строительстве национальной инфраструктуры, поскольку сэкономленные деньги можно будет вернуть муниципальным властям. У нас есть продукт, который может выбросить стекло, выброшенное в мусорный бак, на дорогу, на пол школы, на мост или на камни под шоссе I-95… По крайней мере, вы знаете, что, когда вы что-то выбрасываете, это служит какой-то цели. В этом и заключается наша инициатива».
Время публикации: 03 сентября 2021 г.