Case di cemento - Cosa dice la ricerca

Quando uragani e tifoni ululano, il pericolo più grande per le persone e le proprietà è la caduta di detriti. Trasportato a una velocità così intensa, un pezzo di legname 2 x 4 diventerà un missile che può tagliare le pareti. Quando un tornado EF2 si è spostato attraverso la Georgia centrale nel 2008, una tavola da una tenda è stata strappata via, ha preso il volo dall'altra parte della strada e si è infilzata in profondità in un muro di cemento solido adiacente. La FEMA ci dice che questo è un evento comune legato al vento e raccomanda la costruzione di stanze sicure.

I ricercatori del National Wind Institute della Texas Tech University di Lubbock hanno determinato che i muri di cemento sono abbastanza forti per resistere a detriti volanti di uragani e tornado. Secondo i loro risultati, le case in cemento sono molto più resistenti alle tempeste rispetto alle case costruite in legno o addirittura con borchie in legno con piastre in acciaio. Le ramificazioni di questi studi di ricerca stanno cambiando il modo in cui costruiamo.

Lo studio di ricerca

Il Debris Impact Facility della Texas Tech è noto per i suoi cannoni pneumatici, un dispositivo in grado di lanciare vari materiali di dimensioni diverse a velocità diverse. Il cannone è in un laboratorio, un ambiente controllato,

Per duplicare le condizioni simili agli uragani in laboratorio, i ricercatori hanno sparato a sezioni di pareti con "missili" da 15 libbre 2 x 4 legname a una velocità massima di 100 mph, simulando detriti trasportati da un vento di 250 mph. Queste condizioni coprono tutti tranne i tornado più gravi. Le velocità del vento dell'uragano sono inferiori alle velocità modellate qui. I test missilistici progettati per dimostrare il danno causato dagli uragani utilizzano un missile da 9 libbre che viaggia a circa 34 mph.

I ricercatori hanno testato sezioni di 4 x 4 piedi di blocchi di calcestruzzo, diversi tipi di forme di calcestruzzo isolanti, borchie in acciaio e borchie in legno per valutare le prestazioni con venti forti. Le sezioni erano finite come sarebbero state in una casa completa: muro a secco, isolamento in fibra di vetro, rivestimento in compensato e finiture esterne di rivestimenti in vinile, mattoni di argilla o stucco.

Tutti i sistemi di pareti in cemento sono sopravvissuti ai test senza danni strutturali. Le pareti in acciaio leggero e borchie di legno, tuttavia, offrivano poca o nessuna resistenza al "missile". I 2 x 4 li attraversarono.

Intertek, una società commerciale di test delle prestazioni e dei prodotti, ha anche svolto ricerche con il proprio canone presso Architectural Testing Inc. Sottolineano che la sicurezza di una "casa di cemento" può essere ingannevole se la casa è costruita con un blocco di cemento non armato, che offre alcune protezioni ma non totali.

raccomandazioni

Le case in cemento armato hanno dimostrato la loro resistenza al vento sul campo durante tornado, uragani e tifoni. A Urbana, nell'Illinois, una casa costruita con forme di calcestruzzo isolante (ICF) ha resistito a un tornado del 1996 con danni minimi. Nella zona di Liberty City a Miami, diverse case in cemento sono sopravvissute all'uragano Andrew nel 1992. In entrambi i casi, le case vicine sono state distrutte. Nell'autunno del 2012, l'uragano Sandy ha distrutto le vecchie case in legno sulla costa del New Jersey, lasciando da solo le nuove case costruite con forme isolanti di cemento.

Le cupole monolitiche, che sono fatte di cemento e tondo per cemento armato in un unico pezzo, si sono dimostrate particolarmente forti. La robusta costruzione in cemento unita alla forma a cupola rendono queste case innovative quasi impermeabili a tornado, uragani e terremoti. Molte persone non riescono a superare l'aspetto di queste case, anche se alcuni proprietari di case coraggiosi (e ricchi) stanno sperimentando progetti più moderni. Uno di questi design futuristico ha un ascensore idraulico per spostare effettivamente la struttura sotto il suolo prima che un tornado colpisca.

I ricercatori della Texas Tech University raccomandano che le case nelle aree a rischio di tornado costruiscano rifugi residenziali di cemento o lamiera spessa. A differenza degli uragani, i tornado arrivano con poco preavviso e le sale interne rinforzate possono offrire più sicurezza di un rifugio antivento esterno. Altri consigli che i ricercatori offrono sono di progettare la tua casa con un tetto a padiglione invece che con un tetto a due falde, e tutti dovrebbero usare le cinghie di uragano per mantenere il tetto e il legno dritti.

Calcestruzzo e cambiamenti climatici - Altre ricerche

Per produrre calcestruzzo, è necessario il cemento ed è noto che la produzione di cemento rilascia grandi quantità di anidride carbonica nell'atmosfera durante il processo di riscaldamento. Il settore edile è uno dei maggiori contribuenti al cambiamento climatico e i produttori di cemento e le persone che acquistano il loro prodotto sono tra i maggiori contribuenti a quello che sappiamo essere "inquinamento dei gas a effetto serra". La ricerca su nuovi metodi di produzione incontrerà senza dubbio la resistenza di un'industria molto conservatrice, ma a un certo punto i consumatori e i governi renderanno nuovi processi accessibili e necessari.

Una società che cerca di trovare soluzioni è Calera Corporation of California. Si sono concentrati sul riciclaggio di CO₂ emissioni nella produzione di un cemento carbonato di calcio. Il loro processo utilizza la chimica che si trova in natura - ciò che ha formato le White Cliffs of Dover e le conchiglie degli organismi marini?

Il ricercatore David Stone ha scoperto per caso un calcestruzzo a base di carbonato di ferro quando era uno studente laureato all'Università dell'Arizona. IronKast Technologies, LLC sta commercializzando Ferock e Ferrocrete, realizzati con polvere di acciaio e vetro riciclato.

Calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC) noto come Ductal^® è stato utilizzato con successo da Frank Gehry nel Museo della Louis Vuitton Foundation a Parigi e dagli architetti Herzog & de Meuron nel Pérez Art Museum di Miami (PAMM). Il cemento forte e sottile è costoso, ma è una buona idea guardare cosa usano gli architetti Pritzker Laureate, poiché spesso sono i primi sperimentatori.

Le università e gli enti governativi continuano ad essere gli incubatori di nuovi materiali, ricerca e ingegneria di compositi con proprietà diverse e soluzioni migliori. E non è solo concreto: il laboratorio di ricerca navale statunitense ha inventato un sostituto del vetro, una ceramica trasparente, resistente come l'armatura chiamata spinello (MgAl₂O₄). I ricercatori del Concrete Sustainability Hub del MIT stanno anche concentrando la loro attenzione sul cemento e sulla sua microtexture, nonché sul rapporto costo-efficacia di questi nuovi e costosi prodotti.