Betonghem - vad forskningen säger

När orkaner och tyfoner skriker, är den största faran för människor och egendom flygande skräp. Bärs med så intensiv hastighet kommer en 2 x 4 styck av virke att bli en missil som kan skära igenom väggarna. När en EF2-tornado flyttade genom centrala Georgien 2008, lurades ett bräde från en markis, tog flyg över gatan och impalerade sig djupt in i en intilliggande solid betongvägg. FEMA berättar att detta är en vanlig vindrelaterad händelse och rekommenderar byggandet av säkra rum.

Forskare vid National Wind Institute of Texas Tech University i Lubbock har fastställt att betongväggarna är tillräckligt starka för att motstå flygande skräp från orkaner och tornadon. Enligt deras fynd är hus av betong mycket mer stormbeständiga än hus konstruerade av trä eller till och med träbitar med stålplattor. Konsekvenserna av dessa forskningsstudier förändrar vårt sätt att bygga.

Forskningsstudien

Debris Impact Facility på Texas Tech är välkänt för sin pneumatiska kanon, en anordning som kan lansera olika material i olika storlekar med olika hastigheter. Kanonen finns i ett laboratorium, en kontrollerad miljö,

För att duplicera orkelliknande förhållanden i laboratoriet, sköt forskare väggsektioner med 15-pund 2 x 4 timmer "missiler" på upp till 100 mph, simulera skräp som bärs i en 250 mph vind. Dessa förhållanden täcker alla utom de mest allvarliga tornadonerna. Orkans vindhastigheter är mindre än de hastigheter som modelleras här. Missiltest utformade för att visa skador från orkaner använder en 9-kilos rakett som reser cirka 34 km / h.

Forskare testade sektioner av betongblock på 4 x 4 fot, flera typer av isolerande betongformar, stålbitar och träbultar för att bedöma prestanda i höga vindar. Avsnitten var färdiga som de skulle vara i ett färdigbyggt hem: gipsvägg, isolering av glasfiber, plywoodskydd och yttre ytor av vinylsidolering, ler tegelsten eller stuckatur.

Alla betongväggssystem överlevde testen utan strukturella skador. Lätta väggar av stål och trä gav dock liten eller ingen motstånd mot "missilen". De 2 x 4 slet igenom dem.

Intertek, ett kommersiellt produkt- och prestandatestföretag, har också gjort forskning med sin egen kanon på Architectural Testing Inc. De påpekar att säkerheten för ett "betonghem" kan vara vilseledande om huset är byggt med orencerad betongblock, vilket erbjuder vissa skydd men inte totala.

rekommendationer

Armerade betonghus har visat sin vindmotstånd i fältet under tornado, orkaner och tyfoner. I Urbana, Illinois, stod ett hem konstruerat med isolerande betongformer (ICF) mot en tornado från 1996 med minimal skada. I Liberty City-området i Miami överlevde flera konkreta hem orkanen Andrew 1992. I båda fallen förstördes grannhemmen. Hösten 2012 sprängde orkanen Sandy isär de äldre träbyggnadshusen vid New Jersey-kusten, vilket bara lämnade de nyare radhusen byggda med isolerande betongformer.

Monolitiska kupoler, som är tillverkade av betong och armeringsjärn i ett stycke, har visat sig särskilt starka. Den robusta betongkonstruktionen i kombination med kupolformen gör dessa innovativa hem nästan ogenomträngliga för tornadoer, orkaner och jordbävningar. Många människor kan inte komma över utseendet på dessa hem, även om vissa modiga (och rika) husägare experimenterar med mer modern design. En sådan futuristisk design har en hydraulisk hiss för att faktiskt flytta strukturen under marken innan en tornado slår till.

Forskare vid Texas Tech University rekommenderar att hus i tornadobelägna områden bygger skydd av antingen betong eller tung metallplåt. Till skillnad från orkaner kommer tornadon med lite varning, och förstärkta inre rum kan erbjuda mer säkerhet än ett yttre stormskydd. Andra råd som forskare erbjuder är att designa ditt hem med ett höfttak istället för ett gaveltak, och alla bör använda orkarbält för att hålla taket på och timmerna raka.

Betong och klimatförändring - Mer forskning

För att göra betong behöver du cement, och det är välkänt att tillverkning av cement släpper stora mängder koldioxid ut i atmosfären under uppvärmningsprocessen. Byggnadshandeln är en av de största bidragsgivarna till klimatförändringarna, och cementtillverkare och de människor som köper sin produkt är några av de största bidragsgivarna till det vi vet är "växthusgasföroreningar." Forskning om nya produktionsmetoder kommer utan tvekan att möta motstånd från en mycket konservativ industri, men vid någon tidpunkt kommer konsumenter och regeringar att göra nya processer överkomliga och nödvändiga.

Ett företag som försöker hitta lösningar är Calera Corporation i Kalifornien. De har fokuserat på återvinning av CO₂ utsläpp till produktion av kalciumkarbonatcement. Deras process använder den kemi som finns i naturen - det som bildade White Cliffs of Dover och skalen från marina organismer?

Forskaren David Stone upptäckte av misstag en järnkarbonatbaserad betong när han var doktorand vid University of Arizona. IronKast Technologies, LLC håller på att kommersialisera Ferock och Ferrocrete, tillverkat av ståldamm och återvunnet glas.

Ultrahögpresterande betong (UHPC) känd som Ductal^® har använts framgångsrikt av Frank Gehry i Louis Vuitton Foundation Museum i Paris och av arkitekterna Herzog & de Meuron i Pérez Art Museum Miami (PAMM). Den starka, tunna betongen är dyr, men det är en bra idé att titta på vad Pritzker Laureate-arkitekterna använder, eftersom de ofta är de första experimenterna.

Universiteter och statliga enheter fortsätter att vara inkubatorer för nya material, forsknings- och teknikkompositer med olika egenskaper och bättre lösningar. Och det är inte bara konkret - U.S. Naval Research Laboratory har uppfunnit ett glasersättare, en transparent, tuff-som-pansarkeramik som kallas spinel (MgAl₂O₄). Forskare vid MITs Concrete Sustainability Hub koncentrerar också sin uppmärksamhet på cement och dess mikrotextur - liksom kostnadseffektiviteten för dessa nya och dyra produkter.