Olika former testade för smältbar metallfiber. Upphovsman:Tokyo Institute of Technology
Den 18 februari, Docent Masatoshi Kondo (Laboratory for Advanced Nuclear Energy, Institutet för innovativ forskning, Tokyo Institute of Technology) talade vid ett presswebbseminarium anordnat av Japan Association of Communication for Science and Technology. Kondo presenterade resultat på temat "Gå hållbart i konstruktionen – Använda 'flytande metall' för att göra miljövänlig betong." Kondo förklarade spetsen inom forskning om armerad betong gjord med smältbara metallfibrer för att förverkliga ett resursåtervinningssamhälle.
Syftet med denna forskning är att utveckla en ny återvinningsbar fiberarmerad betong och att etablera system för att implementera det nya materialet i samhället. En forskargrupp bildades bestående av Kondo, som forskar om flytande metallteknik; Docent Nobuhiro Chijiwa (Institutionen för samhälls- och miljöteknik, Skolan för miljö och samhälle), specialiserad på anläggningsmaterial; och biträdande professor Minho O (Institutionen för materialvetenskap och teknik, Skolan för material och kemisk teknik), som är specialiserad på metallkemi.
På presswebinariet, Kondo introducerade Ryounkaku, som låg i Asakusa och var den största träbyggnaden under Meiji-perioden. (Ryounkaku färdigställdes 1890. Den hade 12 våningar och var 52 meter hög.) Han introducerade också Roppongi Midtown, som avslutades under Heisei-perioden. (Roppongi Midtown färdigställdes 2007. Den har 54 våningar och är 248 meter hög). Baserat på exemplet med dessa två byggnader, Kondo noterade den snabba utvecklingen av betongarkitektur i Japan och betongens betydelse i det moderna samhället.
Prototyp av smältbar metallfiberarmerad betong. Upphovsman:Tokyo Institute of Technology
Kondo förklarade att mängden betongavfall som genereras enbart i Japan är cirka 30 miljoner ton per år. Detta överstiger mängden plastavfall som landet genererar, vilket också ses som ett allvarligt problem med cirka 9 miljoner ton per år. Kondo betonade problemet med sopor och behovet av att effektivt använda begränsade resurser. Betongavfall samlas för närvarande in, separerat, och återvunnet. Ändå, Majoriteten av de återvunna materialen används endast som vägbäddsmaterial och har en begränsad användning.
Fiberarmerad betong (FRC) har fibrer av olika material utspridda i betongen för att komplettera betongens ömtåliga egenskaper. FRC används inom många områden, men det går inte att återvinna. Som svar, Kondo, Chijiwa, och O fokuserade på FRC. För att underlätta separering och återvinning från avfallsmaterial, en metall med låg smältpunkt (smältbar metall) spreds som fibrer för att förstärka betongen. Teamet föreslår smältbar metall FRC som har förstärkts ytterligare.
Metallfibrerna använder metaller som tenn, aluminium, och deras legeringar med låga smältpunkter. Forskargruppen försöker bestämma styrkan som kan uppnås genom att använda unika former för de smältbara metallfibrerna som sprids i betongen. Vidare, teamet hoppas kunna separera och återvinna metallfibrerna genom att värma upp betongavfallet, på så sätt omvandlar metallfibrerna till vätska.
På presswebinariet, Kondo introducerade själva prototypen av den nyutvecklade smältbara FRC. Han demonstrerade också smältningen av metall genom att använda gallium, som faktiskt smälter vid cirka 27 till 28°C. Dessutom, Kondo visade resultat som verifierade prototypmaterialets seghet vid olika nivåer av fiberinnehåll. Han förklarade också hur man separerar metallen från avfallsmaterialet.
Kondo förklarade att eftersom betong är oumbärligt för det dagliga livet, han fortsätter att bedriva forskning om cirkulationen av betong som resurs. Han avslutade sin presentation med att tacka de många människor som ger stöd och anammar innovationsutmaningen.