ใกล้
ป่าน

กัญชงใช้ทำเหล็กเส้นให้แข็งแรงได้

ใยกัญชง

เหล็กเส้นใหม่นี้สามารถช่วยให้อาคารมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นและก่อให้เกิดมลพิษน้อยลง

เมื่ออาคารคอนโดมิเนียมสูง 12 ชั้นถล่มอย่างกะทันหันเมื่อเดือนมิถุนายนปีที่แล้วที่เซิร์ฟไซด์ รัฐฟลอริดา สาเหตุหนึ่งที่ซ่อนอยู่ลึกเข้าไปในโครงสร้าง ภายในฐานรากคอนกรีต ผนังและพื้นเป็นวัสดุก่อสร้างที่จำเป็นแต่มีความเสี่ยง นั่นคือ เหล็กเส้น หลังจากการพังทลาย ผู้วิจัยพบว่าวัสดุนี้มีการกัดกร่อนอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้อาคารขนาดใหญ่ถล่มได้

เหล็กเส้นหรือเหล็กเส้นเป็นส่วนประกอบสำคัญในการก่อสร้างอาคารต่างๆ เช่น หอคอนโดแห่งนี้ และมีความสำคัญต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง แต่เหล็กเส้นก็อ่อนไหวต่อความชื้นซึ่งสามารถแทรกซึมเข้าไปในคอนกรีต ทำให้เกิดการกัดกร่อนที่มองไม่เห็นเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งอาจทำให้โครงสร้างยุบตัวแทบไม่มีคำเตือน

ป่าน 1 เหล็กเส้น
[ภาพ: Alex Tsamis / สถาบันโปลีเทคนิค Rensselaer ที่ได้รับความอนุเคราะห์]

ทีมนักวิจัยจาก Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) เสนอทางเลือกอื่น แทนการใช้เหล็ก เพื่อเสริมคอนกรีตพวกเขาได้พัฒนาวัสดุเสริมแรงแบบคอมโพสิตที่ทำจากเส้นใยป่านที่แข็งแรงอย่างน่าประหลาดใจ เหล็กเส้นที่ทำจากใยกัญชงของพวกเขาใช้เส้นใยที่แข็งแรงของก้านป่านร่วมกับเรซินหรือพลาสติกชีวภาพเพื่อสร้างแท่งที่สามารถใช้แทนเหล็กเส้นในโครงสร้างคอนกรีตได้อย่างปลอดภัย

ศักยภาพของวัสดุนี้มีความสำคัญมาก เหล็กเส้นมีอยู่ทุกที่ ตั้งแต่ทางเท้าไปจนถึงตึกระฟ้า “พวกมันมีอยู่ทั่วไปในโครงสร้างคอนกรีตทั้งหมด พวกมันเต็มไปด้วยเหล็กเส้น” Dan Walczyk ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลที่ RPI กล่าว "และนั่นคือมูลค่าวัสดุก่อสร้างหลายล้านเหรียญต่อปี"

การกำจัดเหล็กในการก่อสร้างคอนกรีตอาจช่วยลดความเสี่ยงของการกัดกร่อนที่ทำให้อพาร์ตเมนต์ในฟลอริดาพังทลาย ด้วยการกัดกร่อนที่น้อยลง คอนกรีตในอาคารและสะพานจึงมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นหลายสิบปี "การเปลี่ยนวัสดุที่ใช้ในวัตถุด้วยไฟเบอร์คอมโพสิตแทนเหล็ก คุณสามารถลดรอยเท้าคาร์บอนของอุตสาหกรรมการก่อสร้างได้อย่างมาก ขณะที่คุณยืดอายุของโครงสร้าง" นาย Tsamis กล่าว

เหล็กเส้นป่าน
[ภาพ: Alex Tsamis / สถาบันโปลีเทคนิค Rensselaer ที่ได้รับความอนุเคราะห์]

เหล็กเส้นจากกัญชงและเครื่องจักรในการผลิตได้รับการพัฒนาโดย Tsamis และ Walczyk ร่วมกับนักศึกษาสถาปัตยกรรมศาสตร์ Daniel Cohen และนักศึกษาวิศวกรรมเครื่องกล Sharmad Joshi Tsamis เปรียบเทคโนโลยีนี้กับการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งต้องใช้ทั้งเส้นใยและเครื่องในการสร้าง เส้นใยกัญชงเป็นเส้นใยผสมกันของเส้นใยป่านที่สกัดและพันด้วยเทอร์โมพลาสติก แล้วพันเป็นม้วนคล้ายเชือก เครื่องจักรนี้ซึ่งทีมกำลังสร้างเพื่อเป็นเครื่องพิสูจน์แนวคิด เป็นอุปกรณ์ขนาดเท่ารถยนต์ที่ดูดวัสดุม้วน ให้ความร้อน และรวมเข้ากับแท่งเหล็กชุบแข็ง Mr. Tsamis อธิบายว่าเครื่องนี้ได้รับการออกแบบมาให้ทำงานในสถานที่จริงในระหว่างโครงการก่อสร้าง ทำให้สามารถผลิตเหล็กเส้นป่านได้ตามต้องการ ดายที่ดัดแปลงเป็นพิเศษสามารถขึ้นรูปเหล็กเส้นเพื่อให้เหมาะกับความต้องการของโครงการก่อสร้าง และแม้กระทั่งดัดให้เป็นรูปร่างที่ซับซ้อนซึ่งคนงานก่อสร้างอาจทำที่ไซต์งาน

อ่าน :  เครื่องดื่มให้พลังงานด้วยสารสกัดจากเมล็ดป่าน

อาจฟังดูแฟนซี แต่วัสดุไม่ได้ซับซ้อนเป็นพิเศษตามรายงานของ Tsamis ผู้ซึ่งกล่าวว่าโครงการนี้เริ่มต้นขึ้นในช่วงที่มีการระบาดใหญ่เมื่อห้องทดลองของมหาวิทยาลัยถูกปิด “ประสบการณ์แรกที่เรามีในการควบรวมกิจการอยู่ในเตาอบในครัว” Tsamis กล่าว “และสายแรก เราสร้างมันด้วยมือ ฉันจะขอให้ลูกชายดึงเชือกอีกด้านที่ฉันทำไว้ที่โต๊ะทำงาน แมวของนักเรียนของฉันเคี้ยวเชือกในขณะที่เขาทำแบบของตัวเอง การเริ่มต้นจึงค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัวในแง่ของเทคโนโลยีที่มีอยู่ »

อย่างไรก็ตาม ความท้าทายบางอย่างยังคงอยู่ จากข้อมูลของ Walczyk สหรัฐอเมริกานั้นล้าหลังประเทศอื่น ๆ ในการผลิตกัญชงอุตสาหกรรม ซึ่งได้รับการรับรองในปี 2018 เท่านั้น พลาสติกชีวภาพก็ค่อนข้างใหม่เช่นกัน "มีความไม่แน่นอนมากมายเกี่ยวกับที่มาของวัสดุเหล่านี้" Walczyk กล่าว “ถ้าเราจะพัฒนาเทคโนโลยีนี้ในอีกสองสัปดาห์ข้างหน้า เราก็ไม่จำเป็นต้องมีซัพพลายเชนด้านวัสดุสำหรับเทคโนโลยีนี้ »

อ่าน :  2.0 บ้านสีเขียวทำจากคอนกรีตป่าน

แต่เมื่อวัสดุพร้อมใช้งานแล้ว Tsamis กล่าวว่าจะไม่ซับซ้อนเกินไปสำหรับอุตสาหกรรมการก่อสร้างที่จะเปลี่ยนเหล็กเส้นเป็นพันธุ์ที่ทำจากป่าน “ผู้คนต่างรู้วิธีการทำงานกับสื่อนี้อยู่แล้ว วิธีการก่อสร้างทั้งหมดและความรู้ทั้งหมดอยู่ที่นั่น” นาย Tsamis อธิบาย

นักวิจัย ยืนยัน เหล็กเส้นป่านอาจจะไม่เข้าไปในอาคารสักสองสามปี แต่พวกเขากำลังเจรจากับบริษัทก่อสร้างรายใหญ่หลายรายเกี่ยวกับวิธีการรวมวัสดุเข้ากับโครงการใหม่ เงินทุนของรัฐหรือรัฐบาลกลางจะช่วยเร่งการพัฒนาเทคโนโลยี Walczyk กล่าว และ Tsamis กล่าวว่าการเป็นพันธมิตรกับอุตสาหกรรม เช่น ผู้ผลิตเชือก สามารถช่วยเปลี่ยนการผลิตได้

ด้วยการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศที่ผลักดันให้อุตสาหกรรมการก่อสร้างจัดการกับรอยเท้าคาร์บอนสูง การลดการใช้วัสดุที่มีมลพิษสูง เช่น เหล็ก จะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ จากข้อมูลของ Tsamis การนำไปใช้อย่างกว้างขวางของเหล็กเส้นป่านทำให้เป็นประเภทของวัสดุธรรมชาติที่อุตสาหกรรมสามารถนำมาใช้เพื่อลดผลกระทบมหาศาลได้ “มันจะต้องมีปริมาณการผลิตสูงและเราคิดว่ามันจะบังคับองค์ประกอบบางอย่างของห่วงโซ่อุปทานให้เข้าที่” เขาอธิบาย


Tags: คอนกรีตเทคโนโลยีชีวภาพสิ่งแวดล้อมค้นหา
weedmaster

ผู้เขียน weedmaster

ผู้ประกาศข่าวและผู้จัดการการสื่อสารที่เชี่ยวชาญด้านกัญชาที่ถูกกฎหมาย คุณรู้ไหมว่าพวกเขาพูดอะไร? ความรู้คือพลัง. ทำความเข้าใจกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังยากัญชาในขณะที่ติดตามข่าวสารล่าสุดเกี่ยวกับการวิจัยการรักษาและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ ติดตามข่าวสารล่าสุดและแนวคิดเกี่ยวกับการถูกต้องตามกฎหมายกฎหมายการเคลื่อนไหวทางการเมือง ค้นพบกลเม็ดเคล็ดลับและคำแนะนำวิธีการจากผู้ปลูกที่มีประสบการณ์มากที่สุดในโลกรวมถึงงานวิจัยล่าสุดและผลการวิจัยจากชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคุณสมบัติทางการแพทย์ของกัญชา