Historien bakom rymdåldersbetong och hur den kan minska vikten på prefabricerad betong samtidigt som den producerar höghållfasta produkter.
Det här är ett enkelt koncept, men svaret är inte enkelt: minska betongens vikt utan att påverka dess hållfasthet. Låt oss ytterligare komplicera en faktor när vi löser miljöproblem; inte bara minska koldioxidutsläppen i produktionsprocessen, utan också minska soporna du slänger vid vägkanten.
”Det här var en fullständig olyckshändelse”, sa Bart Rockett, ägare till Philadelphias polerade betong- och Rockett-glasbeklädnad. Inledningsvis försökte han vidareutveckla sitt system för polerad betongbeklädnad, ett golv som använder 100 % återvunna glasfragment från konsumenter för att skapa en terrazzoeffekt. Enligt rapporter är det 30 % billigare och erbjuder 20 års långtidsgaranti. Systemet är utformat för att vara högglanspolerat och kostar 8 dollar per fot mindre än traditionell terrazzo, vilket potentiellt sparar poleringsentreprenören mycket pengar samtidigt som det producerar högkvalitativa golv.
Innan han började polera betong började Rockett sin betongerfarenhet med 25 års erfarenhet av konstruktionsbetong. Det "gröna" återvunna glaset lockade honom till den polerade betongindustrin och sedan till glasöverdrag. Efter årtionden av erfarenhet har hans polerade betongarbeten vunnit många priser (2016 vann han "Reader's Choice Award" från Concrete World och 22 andra priser under åren – hittills), och hans mål är att gå i pension. Så många välplanerade planer.
Medan Archie Filshill parkerade för att tanka såg han Rocketts lastbil, han använde återvunnet glas. Så vitt Phil Hill visste var han den enda som gjorde något med material. Filshill är VD och medgrundare av AeroAggregates, en tillverkare av ultralätta slutna-celliga skumglasaggregat (FGA). Företagets ugnar använder också 100 % återvunnet glas, precis som Rocketts Glass Overlay-golv, men de tillverkade byggaggregaten är lätta, obrännbara, isolerade, väldränerande, icke-absorberande, resistenta mot kemikalier, röta och syror. Detta gör FGA till ett utmärkt alternativ till byggnader, lätta vallar, lastfördelningsplattformar och isolerade undergrundsbyggnader, och för att minska sidolaster bakom stödmurar och konstruktioner.
I oktober 2020 ”kom han till mig och ville veta vad jag gjorde”, sa Rockett. ”Han sa: ’Om du kan lägga de här stenarna (hans ballast) i betong, kommer du att ha något speciellt.’”
AeroAggregates har en historia på cirka 30 år i Europa och 8 år i USA. Enligt Rockett har det alltid varit ett problem utan lösning att kombinera den lätta massan av glasbaserat skumaggregat med cement.
Samtidigt har Rockett använt vit CSA-cement i sitt golv för att säkerställa att det får den estetiska och funktionella kvalitet han önskar. Han var nyfiken på vad som skulle hända, så han blandade cementen och lättballast. ”När jag väl har i cementen flyter [ballasten] upp”, sa Rockett. Om någon försöker blanda en sats betong är det inte precis vad man vill. Ändå drev hans nyfikenhet honom att fortsätta.
Den vita CSA-cementen kommer från ett företag som heter Caltra, beläget i Nederländerna. En av distributörerna som Rockett använder är Delta Performance, som specialiserar sig på tillsatsmedel, färgning och specialeffekter av cement. Shawn Hays, ägare och VD för Delta Performance, förklarade att även om typisk betong är grå, så tillåter den vita kvaliteten i cementen entreprenörer att färga nästan vilken färg som helst – en unik förmåga när färg är viktig.
”Jag ser fram emot att arbeta med Joe Ginsberg (en välkänd designer från New York som också samarbetade med Rockett) för att komma fram till något väldigt unikt”, sa Hayes.
En annan fördel med att använda csa är att man kan dra nytta av det minskade koldioxidavtrycket. ”I grund och botten är csa-cement ett snabbhärdande cement, ett substitut för portlandcement”, sa Hayes. ”Csa-cementet i tillverkningsprocessen liknar portlandcement, men det brinner faktiskt vid en lägre temperatur, så det anses – eller säljs – som ett mer miljövänligt cement.”
I denna rymdålder, ConcreteGreen Global Concrete Technologies, kan man se glaset och skummet blandas i betongen.
Med hjälp av en patenterad process producerade han och ett litet nätverk av branschexperter en blockprototyp där fibrerna skapade en gabioneffekt, där ballasten hängde upp i betongen istället för att flyta upp. ”Detta är den heliga graalen som alla i vår bransch har letat efter i 30 år”, sa han.
Känd som rymdåldersbetong, tillverkas den till prefabricerade produkter. Betongpaneler, armerade med glasfiberarmerade stålstänger, som är mycket lättare än stål (för att inte tala om att de enligt uppgift är fem gånger starkare), rapporteras vara 50 % lättare än traditionell betong och ge imponerande hållfasthetsdata.
”När vi alla var klara med att blanda vår speciella cocktail vägde vi 40 kg. Jämfört med 150 vanlig betong per kubikfot”, förklarade Rockett. ”Inte bara minskar betongens vikt, utan nu minskar även vikten på hela konstruktionen avsevärt. Vi försökte inte utveckla detta. När jag satt i mitt garage på lördagskvällen var det bara tur. Jag har lite extra cement och vill inte slösa bort det. Det var så allt började. Om jag inte hade rört vid polerad betong för 12 år sedan skulle den aldrig utvecklas till ett golvsystem, och den skulle inte utvecklas till lättviktscement.”
En månad senare etablerades Green Global Concrete Technology Company (GGCT), vilket inkluderade flera specifika partners som såg potentialen i Rocketts nya prefabprodukter.
Vikt: 1 160 kg. Rymdåldersbetong per yard (vanlig betong väger cirka 1 800 kg per yard)
PSI-testet utfördes i januari 2021 (nya PSI-testdata mottogs den 8 mars 2021). Enligt Rockett kommer rymdåldersbetongen inte att spricka som man kan förvänta sig i tryckhållfasthetstester. Istället, på grund av den stora mängden fibrer som används i betong, har den expanderat snarare än att klippas som traditionell betong.
Han skapade två olika versioner av rymdåldersbetong: en infrastrukturblandning av standardbetong i grått och en vit arkitektonisk blandning för färgsättning och design. Planen för "proof of concept"-projektet är redan under uppbyggnad. Det inledande arbetet inkluderade byggandet av en trevånings demonstrationsstruktur, som inkluderade en källare och tak, gångbroar, ljudisolerade väggar, bostäder/skydd för hemlösa, kulvertar etc.
Heading GGCT är designad av Joe Ginsberg. Ginsberg rankades som nummer 39 bland de 100 bästa globala designerna av Inspiration Magazine och bland de 25 bästa inredningsdesignerna i New York av Covet House Magazine. Ginsberg kontaktade Rockett när han restaurerade lobbyn på grund av sitt glasgolv.
För närvarande är planen att alla framtida projektdesigner ska kretsa kring Ginsbergs ögon. Åtminstone inledningsvis planerar han och hans team att övervaka och leda projekt med prefabricerade rymdåldersbetongprodukter för att säkerställa att installationen är korrekt och uppfyller standarder.
Arbetet med att använda rymdåldersbetong har redan påbörjats. Med hopp om att börja bygga i augusti planerar Ginsberg en kontorsbyggnad på 2000 kvadratmeter: tre våningar, en källarvåning, tak. Varje våning är cirka 45 kvadratmeter stor. Allt kommer att göras på byggnaden, och varje detalj kommer att konstrueras med hjälp av designen från GGCT:s arkitektportfölj, Rockett Glass Overlay och Ginsberg.
Skiss av ett härbärge/hus för hemlösa konstruerat med lätta prefabricerade betongplattor. Grön global betongteknik
ClifRock och Lurncretes Dave Montoya arbetar med GGCT för att designa och bygga ett snabbbyggt bostadsprojekt för hemlösa. Under sina mer än 25 år inom betongindustrin har han utvecklat ett system som bäst kan beskrivas som en "osynlig vägg". Förenklat kan ett vattenreducerande tillsatsmedel tillsättas i fogmassan för att göra det möjligt för entreprenören att stå upprätt utan formsättning. Entreprenören kan sedan bygga en 1,8 meter hög vägg. Väggen "skärs" sedan ut för att dekorera designen.
Han har också erfarenhet av att använda glasfiberförstärkta stålstänger i paneler för dekoration och betongarbeten i bostäder. Rockett hittade honom snart i hopp om att kunna utveckla Space Age Concrete ytterligare.
När Montoya gick med i GGCT fann teamet snabbt en ny riktning och ett nytt syfte för sina lätta prefabricerade paneler: att tillhandahålla skydd och mobila hem för hemlösa. Ofta förstörs mer traditionella skydd av kriminell verksamhet som kopparavskalling eller mordbrand. ”När jag gjorde det med betong”, sa Montoya, ”är problemet att de inte kan ha sönder det. De kan inte förstöra det. De kan inte skada det.” Dessa paneler är mögelbeständiga, brandbeständiga och ger ett naturligt R-värde (eller isolering) för att ge ytterligare miljöskydd.
Enligt rapporter kan skyddsrum som drivs av solpaneler byggas på en dag. Elinstallationer och rörledningar kommer att integreras i betongpanelerna för att förhindra skador.
Slutligen är mobila strukturer utformade för att vara portabla och modulära, vilket kan spara kommuner mycket pengar jämfört med ohållbara byggnader. Även om de är modulära är skyddets nuvarande design 8 x 10 fot (eller cirka 84 kvadratfot) golvyta. GGCT kommunicerar med vissa statliga och lokala myndigheter om särskilda områden för byggnader. Las Vegas och Louisiana har redan visat intresse.
Montoya har samarbetat med sitt andra företag, Equip-Core, med militären för att använda samma panelbaserade system för vissa taktiska träningsstrukturer. Betongen är hållbar och stark, och hål för riktiga kulor kan bearbetas manuellt genom att blanda samma betong. Den reparerade fläcken kommer att härdas inom 15 till 20 minuter.
GGCT utnyttjar potentialen hos rymdåldersbetong genom dess lättare vikt och styrka. De siktar på att tillämpa prefabricerad betong på byggnader och andra byggnader än skyddsrum. Potentiella produkter inkluderar lätta ljudisolerade trafikväggar, trappor och gångbroar. De skapade en ljudisolerande väggsimuleringspanel på 1,2 x 2,4 meter, designen ser ut som en stenmur. Planen kommer att innehålla fem olika designer.
I slutändan är GGCT-teamets mål att förbättra entreprenörernas kapacitet genom licensprogrammet. I viss mån distribuera det till världen och skapa jobb. ”Vi vill att folk ska gå med och köpa våra licenser”, sa Rockett. ”Vårt jobb är att utveckla dessa saker så att vi kan använda dem direkt… Vi går till de bästa människorna i världen, vi gör det – nu. Människor som vill börja bygga fabriker, vill göra sina designer. Människorna som är involverade i teamet… Vi vill bygga grön infrastruktur, vi har grön infrastruktur. Vi behöver människor som bygger grön infrastruktur nu. Vi kommer att utveckla den, vi kommer att visa dem hur man bygger den med våra material, de kommer att acceptera det.”
”Att den nationella infrastrukturen sjunker är nu ett stort problem”, sa Rockett. ”Allvarliga läckor, 50 till 60 år gamla saker, sjunkningar, sprickbildning, övervikt, och sättet att bygga byggnader på det här sättet och spara miljarder dollar är att använda lättviktsmaterial, när man har 20 000 finns det ingen anledning att överkonstruera en bil och köra på den i en dag [med hänvisning till tillämpningspotentialen för rymdåldersbetong i brokonstruktioner]. Tills jag började använda AeroAggregates och lyssnade på vad de gjorde med all infrastruktur och dess lättvikt.” Innan dess insåg jag verkligen allt detta. Det handlar verkligen om att gå framåt. Använd det för att bygga.”
När man beaktar komponenterna i rymdåldersbetong tillsammans, kommer koldioxiden också att minska. CSA-cement har ett litet koldioxidavtryck, kräver lägre ugnstemperaturer, använder skum och återvunnet glasaggregat samt glasfiberförstärkta stålstänger – som alla spelar en roll i den "gröna" delen av GGCT.
Till exempel, tack vare AeroAggregates lägre vikt kan entreprenörer transportera 100 yards material åt gången, jämfört med 20 yards på en typisk treaxlad lastbil. Ur detta perspektiv sparade ett nyligen genomfört projekt som använde AeroAggregate flygplats som ballast entreprenören cirka 6 000 resor.
Förutom att hjälpa till att återställa vår infrastruktur påverkar Rockett även hållbarheten genom återvinningsprogram. För kommuner och återvinningscentraler är det en kostsam utmaning att ta bort återvunnet glas. Hans vision kallas "den näst största blåa glaset" och är det glas som samlas in från kommunala och kommunala inköp. Detta koncept kommer från att ge ett tydligt syfte för återvinning – att låta människor bättre förstå slutresultatet av återvinning i sitt område. Planen är att skapa en separat stor förvaringslåda (den andra blå behållaren) för insamling av glas på kommunal nivå, snarare än soptunna som man ställer vid sidan av vägen.
GGCT etableras vid AeroAggregate-komplexet i Eddystone, Pennsylvania. Green Global Concrete Technologies
”Nu är allt skräp förorenat”, sa han. ”Om vi kan separera glaset kommer det att spara konsumenterna miljontals dollar i nationella infrastrukturkostnader, eftersom de sparade pengarna kan återföras till kommunerna. Vi har en produkt som kan kasta glaset du slänger i soptunna på vägen, skolgolvet, bron eller stenarna under I-95… Åtminstone vet du att när du slänger något tjänar det ett syfte. Det här är initiativet.”
Publiceringstid: 3 september 2021