대마 철근은 낮은 가격을 제공할 수 있습니다.

Aug 16, 2023

미국 렌셀러 폴리테크닉 연구소(Rensselaer Polytechnic Institute)의 연구원들은 대마로 만든 강철 철근에 대한 대안을 발명했습니다. 그들은 이 방법이 부식 문제를 피하면서 건설로 인한 탄소 배출을 줄인다고 주장합니다.

대마 철근은 오늘날 강철 및 기타 철근과 동일한 방식으로 콘크리트 구조물을 지지하는 데 사용될 수 있지만 재료 구성과 수명으로 인해 환경에 미치는 영향이 줄어듭니다.

현재 강철 철근의 부식은 교량, 도로, 방파제 및 건물을 포함한 구조물의 조기 부패에 크게 기여하고 있다고 프로젝트 책임자인 Daniel Walczyk와 Alexandros Tsamis는 Dezeen에 말했습니다.

Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)의 건축가이자 조교수인 Tsamis는 "부식으로 인해 염분 농도가 높은 환경에서 콘크리트 구조물의 수명은 40~50년이 됩니다."라고 말했습니다.

"철근이 부식되지 않았다면 그 양은 3배가 될 것이며, 만드는 모든 제품의 수명이 3배 더 길어지기 때문에 탄소 배출을 줄이는 데 전반적으로 상당한 기여를 할 것입니다."

RPI 팀에 따르면 전통적인 철근 철근은 특히 재활용 재료로 만든 경우 내재 에너지량이 상대적으로 적습니다. 하지만 그 숫자에는 서비스 수명과 유지 관리 요구 사항이 미치는 영향이 숨겨져 있습니다.

그러나 부식성이 높은 환경의 구조 설계에서는 환경에 큰 영향을 미치는 GFRP(유리 섬유 강화 폴리머) 철근과 같은 기존 강철의 대안을 사용하는 경우가 많습니다.

팀은 예비 결과에 따르면 대마 철근은 GFRP 철근보다 내재 에너지 양이 훨씬 적으면서도 오래 지속될 가능성이 있지만 작업은 아직 동료 검토를 거치지 않은 것으로 나타났습니다.

대마 철근은 섬유를 열가소성 수지와 함께 가열된 다이로 끌어당겨 녹여 단단한 막대를 형성하는 인발 성형 공정을 통해 만들어집니다.

첫 번째 단계는 대마를 천연 섬유와 플라스틱 섬유가 혼합된 로프로 만드는 것입니다. 이는 RPI 팀이 여전히 정밀하게 작업하고 있는 정확한 "레시피"입니다.

이 로프의 코일은 해당 공정을 위해 특별히 제작된 기계에 공급됩니다. 소형 자동차 크기의 CNC 기계인 이 장치는 현장에 설치되어 필요에 따라 철근을 단조하고 디지털 파일을 읽어 제품을 규정된 모양으로 구부리고 절단합니다.

대마 철근은 비용을 낮게 유지하면서 건설 시간을 단축할 수 있습니다.

이 프로세스의 보너스는 건설 시간을 줄여야 한다는 것입니다. Walczyk과 Tsamis는 또한 현재 사용 가능한 다른 부식되지 않는 대안과 달리 표준 강철 철근보다 비용 경쟁력이 있거나 저렴할 계획입니다.

그들의 목표는 큰 예산이나 지속 가능성 목표가 없는 프로젝트에서도 제품을 확실한 선택으로 만드는 것입니다. 이는 Tsamis가 트랙터 및 중장비 회사와 관련하여 "John Deere" 미학을 갖고 있다고 설명하는 현장 인발 성형 기계의 설계에도 영향을 미쳤습니다.

"철근은 일상적인 재료입니다."라고 Tsamis는 말했습니다. "이것은 전 세계 모든 마을의 모든 계약자, 모든 건축업자에게 전달되어야 하는 자재입니다. 그래서 이것은 의도적으로 일종의 존 디어와 같은 '사람의 기계'입니다."

Walczyk과 Tsamis는 학생 협력자인 Daniel Cohen 및 Sharmad Joshi와 함께 내년에 이 기술에 관한 첫 번째 논문을 발표할 수 있기를 희망합니다.

그 동안 그들은 대마를 사용하여 차세대 건축 기술을 개발하기 위한 노력의 일환으로 작업 중인 기타 제품, 재료 및 프로세스 혁신 제품군과 함께 철근을 계속 개발하고 테스트할 것입니다.

매우 강한 대마는 다양한 건축 자재에 대한 가능성을 보여줍니다

산업용 대마는 향정신성 화합물인 THC가 소량만 함유된 대마초 사티바 식물의 일종입니다. 그 섬유는 식물계에서 가장 강한 것 중 하나입니다. 중량 기준으로 유리 섬유만큼 강하고, 대기 탄소를 격리하는 데에도 탁월하여 나무보다 두 배나 빠른 속도로 수행됩니다.