麻鉄筋は低コストで提供できる可能性があります

Aug 16, 2023

米国のレンセラー工科大学の研究者らは、麻から作られた鉄筋の代替品を発明し、建設からの炭素排出を削減しながら腐食の問題を回避できると主張している。

麻鉄筋は、今日の鋼鉄や他の鉄筋と同じ方法でコンクリート構造物を支持するために使用できますが、その材料構成と寿命の両方により環境への影響が軽減されます。

現在、鉄筋の錆びは、橋、道路、護岸、建物などの構造物の早期崩壊に大きく寄与している、とプロジェクトリーダーのダニエル・ウォルチク氏とアレクサンドロス・ツァミス氏がDezeenに語った。

レンセラー工科大学（RPI）の建築家で助教授でもあるツァミス氏は、「腐食のため、塩分濃度の高い環境では、コンクリート構造物の寿命は40～50年だ」と述べた。

「鉄筋が腐食していなければ、その量は 3 倍になり、炭素排出量の削減に全体的に大きく貢献することになります。なぜなら、製造するすべての製品の耐用年数が 3 倍になるからです。」

RPI チームによると、従来の鉄筋は、特にリサイクルされた内容で作られた場合、その数値には耐用年数やメンテナンスの必要性の影響が隠されているものの、エネルギーの量は比較的少ないとのことです。

ただし、腐食性の高い環境での構造設計では、環境に大きな影響を与えるガラス繊維強化ポリマー (GFRP) 鉄筋など、従来の鋼材の代替品が使用されることがよくあります。

この研究はまだ査読されていないが、研究チームは、暫定的な結果から麻鉄筋はGFRP鉄筋よりもエネルギー量が大幅に低く、耐久性は同等である可能性が高いことが示されていると述べている。

麻鉄筋は、繊維を熱可塑性樹脂と一緒に加熱した金型に引き込み、溶かして中実の棒を形成する引抜成形プロセスを通じて作られます。

最初のステップは、麻を天然繊維とプラスチック繊維の混合物を含むロープに加工することです。RPI チームはその正確な「レシピ」を現在も調整中です。

このロープのコイルは、このプロセスのために特別に作成された機械に供給されます。 この装置は小型車ほどの大きさの CNC 機械で、現場に設置され、デジタル ファイルを読み取ってオンデマンドで鉄筋を鍛造し、規定の形状に製品を曲げたり切断したりします。

麻鉄筋はコストを抑えながら建設時間を短縮できる

このプロセスの利点は、建設時間が短縮されることです。 Walczyk 氏と Tsamis 氏は、現在利用可能な他の非腐食性代替品とは異なり、標準的な鉄筋とコスト競争力があるか、それよりも安価であることも目指しています。

彼らの目標は、多額の予算や持続可能性の目標がないプロジェクトであっても、この製品が当然の選択肢となることです。 これは現場の引抜成形機の設計にも影響を与えており、ツァミス氏はトラクターと重機の会社にちなんで「ジョンディア」の美学を持っていると表現しています。

「鉄筋は日常的な材料です」とツァミス氏は言う。 「これは、世界中のすべての村のすべての請負業者、すべての建設業者に伝達される必要がある資料です。つまり、これは意図的に、ある種のジョンディア風の、『人民の機械』なのです。」

Walczyk 氏と Tsamis 氏は、学生の共同研究者である Daniel Cohen 氏と Sharmad Joshi 氏とともに、来年にはテクノロジーに関する最初の論文を発表したいと考えています。

それまでの間、彼らは麻を使用した次世代建築技術開発の一環として取り組んでいる他の一連の製品、材料、プロセスの革新とともに、鉄筋の開発とテストを継続する予定です。

超強力な麻は複数の建築材料として有望である

産業用麻は、向精神性化合物THCを少量しか含まない大麻植物の一種です。 その繊維は植物界で最も強く、重量あたりの強度ではガラス繊維と同じくらい強く、またこの作物は大気中の炭素を隔離する能力にも優れており、その量は木の2倍です。