Development and Performance Evaluation of Cold-Pressed Cement-Free Bricks using Detarium Senegalense Bio-Binder
Diese Studie zeigt, dass kaltgepresste, zementfreie Verbundsteine unter Verwendung von *Detarium senegalense*-Samenpulver als Bio-Bindemittel bei einem Bindemittelgehalt von 20 % eine optimale Druckfestigkeit von 5,53 MPa erreichen, was ihre Eignung für den nicht tragenden Bau belegt, während gleichzeitig die Notwendigkeit einer verbesserten Wasserbeständigkeit hervorgehoben wird.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich die Welt des Bauens wie ein riesiges, hungriges Ungeheuer vor, das die Ressourcen unseres Planeten verschlingt. Jedes Mal, wenn wir einen Standardziegel herstellen oder Beton gießen, füttern wir dieses Ungeheuer im Wesentlichen mit massiven Mengen an Energie und stoßen Wolken aus Kohlendioxid aus – ein Gas, das unsere Atmosphäre erwärmt. Um dies zu stoppen, sind Wissenschaftler auf einer Schatzsuche nach „grünen“ Materialien – Dingen, die im Boden wachsen, wie Pflanzen, anstatt abgebaut oder in extrem heißen Brennöfen gekocht zu werden. Einer der berühmtesten „Klebstoffe“ im Bauwesen ist Zement, aber die Herstellung von ihm ist sehr schmutzig. Daher fragen Forscher: Können wir statt dessen das körpereigene klebrige Zeug der Natur verwenden, wie Baumharz oder Samengele, um Sand zusammenzuhalten? Dies ist die aufregende Grenze der „Bio-Binder“, bei der das Ziel darin besteht, Häuser zu bauen, die dem Planeten nicht schaden, unter Verwendung von Materialien, die man vielleicht sogar in Ihrem lokalen Garten oder Wald finden könnte.
In dieser Studie beschlossen ein Team von Forschern, einen sehr spezifischen, unternutzten Kandidaten zu testen: den Samen eines Baumes namens Detarium senegalense, der in Westafrika wächst. Sie wollten sehen, ob sie diese Samen in einen „Kleber“ verwandeln könnten, um Ziegel ganz ohne Zement herzustellen. Denken Sie an den Versuch, eine Sandburg zu bauen, aber anstatt den Sand nur mit ein wenig Wasser zu befeuchten, mischen Sie eine spezielle, klebrige Paste aus zerstoßenen Samen hinein, um die Körner zusammenzuhalten. Das Team nahm feinen Sand und mischte ihn mit drei verschiedenen Mengen dieser Samenpaste: 10 %, 20 % und 30 % des Gesamtgewichts. Sie haben die Ziegel nicht in einem Feuer gebacken; statuell verwendeten sie eine riesige Hydraulikpresse, um die Mischung in Form zu pressen, eine Methode, die als „Kaltpressen“ bezeichnet wird.
Die Ergebnisse waren ein wenig wie eine Goldlöckchen-Geschichte, bei der man das „genau Richtige“ finden muss. Als sie die geringste Menge an Samenkleber (10 %) verwendeten, waren die Ziegel etwas schwach, da es nicht genug klebrige Paste gab, um alle Sandkörner fest zusammenzuhalten. Als sie die meiste Menge (30 %) verwendeten, wurden die Ziegel schwerer und dichter, aber sie wurden spröde und begannen leicht zu reißen, fast wie ein Keks, der zu viel Butter enthält und auseinanderfällt. Die mittlere Option – die 20 %-Mischung – war jedoch der Gewinner. Diese Ziegel waren am stärksten, konnten einer Druckkraft von 5,53 ± 0,10 MPa standhalten, und sie behielten ihre Form besser als die anderen. Die Forscher verwendeten ein leistungsstarkes Mikroskop (SEM), um in das Innere der Ziegel zu schauen, und sahen, dass die 20 %-Mischung ein perfektes, kontinuierliches Netzwerk aus Kleber zwischen den Sandkörnern schuf, wie eine gut gebaute Brücke, während die anderen Mischungen Lücken oder Klumpen aufwiesen.
Aber es gibt einen Haken, und das ist ein großer. Während der Samenkleber großartig darin ist, die Ziegel zusammenzuhalten, liebt er Wasser wirklich, wirklich sehr. Als die Forscher die Ziegel für 24 Stunden in Wasser tauchten, begannen sie alle aufzuquellen und ihre Form zu verlieren. Die Ziegel mit mehr Samen nahmen noch mehr Wasser auf und änderten sich von 10,29 ± 1,90 % Wasseraufnahme auf bis zu 16,92 ± 7,47 %. Es ist, als ob die Ziegel zu Schwämmen wurden. Aufgrund dessen schlagen die Autoren vor, dass diese Ziegel derzeit am besten für Dinge geeignet sind, die nicht in den Regen kommen, wie Innenwände oder temporäre Strukturen, und weniger für Außengebäude, die einen Sturm überstehen müssen. Sie kommen zu dem Schluss, dass Detarium senegalense zwar ein fantastischer, umweltfreundlicher Ersatz für Zement zur Herstellung starker, kaltgepresster Ziegel ist, wir aber erst noch herausfinden müssen, wie wir sie wasserbeständig machen, bevor wir sie zum Bau von Häusern verwenden können, die den Elementen trotzen.
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