Збірні залізобетонні конструкції є підготовленими на замовлення, акторський склад, і затверділи за допомогою форм. Бетонні конструкції будуються на виробничому підприємстві, а потім переміщуються на будівельний майданчик для легкого монтажу. В якості балок можна використовувати збірний залізобетон, прогони, двері, вікна, тощо.
Основна перевага збірних конструкцій полягає в тому, що вони дозволяють швидко зводити сучасні споруди та економити кошти. Оскільки бетонні компоненти виробляються оптом на виробничому майданчику, це допомагає досягти ефекту масштабу. З іншого боку, бригади фахівців можуть виготовити високоякісні бетонні елементи за специфікаціями, отриманими від керівника проекту будівництва. У випадку компоненти потрібні для ідентичних структур, таких як лікарні, гуртожитки, тощо, їх можна будувати з великою швидкістю.
Галузеві тенденції
Основою промисловості збірного бетону є прогресивна урбанізація. Величезні масштаби поточного розширення виробництва та будівництва комерційних приміщень і житлових будинків сприяють підвищенню попиту на збірні вироби. Збірний залізобетон знижує загальні витрати на будівництво, підвищує швидкість будівництва, і зменшує витрати будівельних ресурсів. Збірні вироби знаходять своє популярне застосування в будівництві комерційних офісних приміщень, мости, стадіони, тощо. А матеріали, що використовуються в таких конструкціях, можна використовувати повторно, щоб уникнути втрати. Країни, що розвиваються, і слаборозвинені наголошують на інфраструктурних проектах, які допомагають у розвитку місцевої промисловості та покращують рівень життя їх населення. Промисловість збірного залізобетону передбачає величезне зростання завдяки використанню її продуктів у великих інфраструктурних проектах по всьому світу..
Промисловість збірного бетону пропонує продукцію для різних кінцевих цілей, як-от житлові та нежитлові категорії. Вироби також можна класифікувати за типом, Тобто, стіни, підлоги, дахи, сходи, балки, тощо.
Зростання в в промисловість збірного залізобетону
Протягом року 2020, загальний продаж збірних виробів оцінювався приблизно в. доларів США 92.14 Bn. Однак, пандемія спричинила миттєву зупинку замовлень, оскільки більшість будівельних проектів було зупинено. Прогнозований сукупний річний темп зростання галузі 5.3% з літ 2021 до 2028. Як обговорювалося раніше, більшість майбутнього зростання очікується в країнах Азіатсько-Тихоокеанського регіону, що розвиваються. Будівельні проекти майже в усіх місцях відновилися. Інфраструктура продовжує залишатися основним рушієм зростання галузі.
Викиди вуглекислого газу
При звичайному методі цементування розгортається, це видає про 0.9 фунтів вуглекислого газу на фунт виробленого цементу. Таким чином, бетон, який використовується для виготовлення збірних виробів, містить кілька інших інгредієнтів, крім цементу. Зазначається, що виробництво одного кубометра бетону, Тобто, 3,900 фунти, випромінює приблизно 400 фунтів вуглекислого газу. Такий величезний викид газу CO2 в атмосферу значною мірою сприяє парниковому ефекту. Також, кількість вуглекислого газу, що виділяється одним кубічним ярдом бетону, еквівалентна спалюванню 16 галонів бензину.
У нещодавньому звіті, опублікованому IDTechEx, обговорюється комерційна та технічна сторони утилізації вуглецю. Звіт під назвою «Вловлення вуглецю, Утилізація та зберігання 2021-2040” також обговорюється потенціал зменшення викидів вуглекислого газу.
Значення CO2 в бетонній суміші
Вуглекислий газ, від природи, це несмачний і безбарвний газ, який становить приблизно 0.04% атмосфери. В середньому, люди видихають прибл 0.0043 унцій вуглекислого газу кожну хвилину. Газ, у свою чергу, використовується зеленими рослинами та перетворюється на кисень, який можна дихати. Природні дихальні цикли людини та інших тварин стабілізуються природним фотосинтезом рослин. Однак, швидка індустріалізація вплинула на природну рівновагу. Основним джерелом неприродного вуглекислого газу є спалювання викопного палива. Надмірна присутність вуглекислого газу в атмосфері призводить до утримання тепла та підвищення температури. Це призводить до «парникового ефекту». Вважається, що глобальне потепління є побічним ефектом парникового ефекту.
Вуглекислий газ реагує з сполуками кальцію, присутніми в бетонній суміші. Він виробляє твердий матеріал карбонату кальцію як частину зв'язувальної матриці. Бетонні блоки, що затверділи парою, і фіброцементні панелі виробляються у великих кількостях за типовим виробничим процесом.
У багатьох випадках, вуглекислий газ ефективно використовується для заміни пари в процесі затвердіння для ранньої міцності. Такий крок сприяє довгостроковій довговічності та зменшенню викидів та споживання енергії. 24-годинні технологічні вікна вимагають, щоб бетон мав максимальне поглинання вуглецю 29%.
Для досягнення максимального поглинання, затвердіння двоокисом вуглецю виконується для підвищення ефективності реакції 60-80%. Такий процес сприяє підвищенню стійкості до циклів заморожування-розморожування та атаки сульфатних іонів.
У США, наступні операції вважаються основними джерелами викидів вуглекислого газу (джерело даних Агентство з охорони навколишнього середовища):
- Виробництво електроенергії – 40%
- Транспорт (місцеві та міжміські) - 31%
- Промислові операції – 14%
Вуглекислий газ і цементна промисловість
Типовий цементний завод виробляє вуглекислий газ протягом двох операцій, Тобто, Кальцинування та спалювання. Кальцинація є найбільшим джерелом CO2 приблизно 60%. І горіння, яка включає спалювання викопного палива, призводить до 40% виробництва вуглекислого газу. У процесі кальцинації використовуються такі сполуки, як глина та вапняк, що виділяють вуглекислий газ. Так як вони нагріваються до високих температур, вони виробляють багато CO2. Виробництво цементу складає приблизно 5% викидів вуглекислого газу в усьому світі.
Технології були розроблені швидкими темпами, щоб скоротити або вловити викиди вуглекислого газу. Наприклад, тепер вуглекислий газ, що утворюється під час реакції кальцинування, можна уловлювати та безпечно зберігати. Його також можна використовувати для широкого спектру промислових застосувань, наприклад, виробництво бетону. За оцінками ООН, використання та зберігання вуглецю може допомогти зменшити наслідки в діапазоні 1.5 і 6.3 гігатонн вуглекислого газу на 2050. Такі технології CCUS необхідно застосовувати у великих масштабах, щоб посилити їхній вплив на збереження навколишнього середовища.
Нова парадигма в промисловості збірного залізобетону
Еволюція - це назва гри в промисловості збірного бетону. Кіотський протокол в 1990 поклав початок масі прогресивних розробок, спрямованих на зниження викидів вуглекислого газу. Технологічний прогрес у розробці збірного бетону поступово знизив вміст клінкеру, який використовується у виробництві цементу. Одна тонна клінкеру виробляє еквівалент однієї тонни вуглекислого газу.
Промисловість збірного бетону стурбована тим, що замінники клінкеру призвели до зниження реактивності в ранньому віці. Механічні показники є обов’язковими для матеріалів, які будуть використовуватися в процесі збірного виробництва, особливо вдень 28 віку.
Звідси той факт, що цемент CEMI-52.5R, відповідає європейському стандарту NF EN 197-1, використовується. Він поєднує в собі високий вміст клінкеру (навколо 95% за вагою) і видає більшу реактивність у ранньому віці (28-день). Це також допомагає досягти міцності на стиск 52,5 МПа. Затвердіння, таким чином вводиться при високій температурі, сприяє розвитку механічних властивостей у ранньому віці.
Метакаолін і його сила
Метакаолін (мінеральна добавка) можна додати в комбінації з типом CEMII-52.5N. Метакаолін як продукт виходить за рахунок випалу каолінітової глини при температурі 600-700°С.. Примітно, що глобальна реакція дегідроксилювання каоліну не утворює вуглекислого газу. Більше немає проблем зі зберіганням або використанням вуглекислого газу, отриманого за допомогою традиційного процесу. Також, мінімальні викиди вуглекислого газу, які спостерігаються під час виробництва метакаоліну, по суті, походять від самого процесу (тобто. видобуток сировини, піч, тощо).
Мінерал метакаолін викликає пуцоланову дію на зволоження. Під час гідратації цементу, кремнієвий і глиноземистий компоненти, отримані в результаті розчинення метакаоліну, реагують з гідроксидом кальцію з утворенням суміші C-S-H, C4AH13, C3AH6, C2ASH8, тощо. Таке доповнення забезпечує найбільш сприятливу довговічність і механічні поліпшення і запобігає негативному впливу на навколишнє середовище.
Таким чином, звичайне додавання CEMI-52.5R можна замінити на низький вміст клінкеру, наприклад CEMII/A-S-52.5N.
Механічні випробування, проведені після додавання CEMII-A/S-52.5N разом із сполучною метакаоліном, покращили конструкції бетонної суміші. Тому це виявляється благом для промисловості збірного залізобетону. Варто відзначити мікроструктурну міцність метакаолінового в’яжучого, оскільки воно сприятливо впливає на ранній вік бетону.. Збільшення коефіцієнта заміщення метакаоліну пропорційно збільшує міцність будівельного розчину на стиск.
Інші ефекти включають:
- Механічні характеристики CEMI-52.5R і CEMII-A/S-52.5N разом із метакаоліном призводять до розробки гідратованих алюмінатів кремнезему кальцію, що викликано збільшенням кількості C-S-H.
- Значно зменшені викиди вуглекислого газу – CEMII і метакаоліновий зв’язуючий скорочують кількість клінкеру приблизно 30%, безпосередньо зменшуючи викиди CO2 в атмосферу.
- Промисловість збірного бетону може швидко замінити цемент CEMI в’яжучими з низьким вмістом вуглекислого газу, такими як CEMII і суміш метакаоліну.
У міру того як галузь рухалася до розробки екологічно чистих виробничих процесів, the CEMII and metakaolin blend presents itself as a giant leap towards curtailing the release of carbon dioxide into the atmosphere.
