canapa lime
La calce canapa , detta anche hempcrete (inglese Hempcrete), è un materiale composito naturale , che consiste essenzialmente nel legno chiaro della pianta di canapa ( Cannabis Sativa L.) , nel cannella e in un legante calcareo. A causa della mancanza di aggregato, è destinato ai calcestruzzi agricoli. La calce canapa viene utilizzata principalmente come materiale isolante naturale per pareti, tetti e pavimenti e può essere utilizzata anche come intonaco isolante . A causa della struttura a pori aperti del canapulo e della calce, questo materiale ha una bassa conducibilità termica ed ha un effetto igroscopico . A causa della fissazione del carbonio durante la crescita della pianta di canapa, il materiale da costruzione ha un bilancio di CO 2 negativo e funziona quindi come un pozzo di CO 2 .
La calce canapa può essere introdotta nelle casseforme e applicata a spruzzo o prodotta in prefabbricazione come componente lapideo o prefabbricato. Il materiale da costruzione è dimensionalmente stabile e solida, ma ha solo bassa resistenza alla compressione e può solo essere utilizzato per monolitici, multipiano costruzioni solide in combinazione con un portante quadro .
composizione
Le materie prime della canapa e della calce sono i cannella di canapa e un legante contenente calce. I leganti spesso utilizzati includono calci idrauliche naturali come NHL 5, cementi naturali a rilascio rapido o calce idrata con additivi pozzolanici (ad es. metacaolino , ceneri volanti e scorie d'altoforno ). I canocchii allungati sono l'aggregato organico per il legante. La loro quota è circa il 75% della massa. Sono piatte e di forma oblunga. Le loro proprietà per la canapa e calce dipendono da un lato dalla geometria (principalmente dalla lunghezza) e dall'altro dal contenuto di fibre e polvere.
La canapa calce può essere prodotta in diverse proporzioni tra legante e aggregato. Maggiore è la proporzione di legante, maggiore è la densità apparente della canapa calce e minori sono le proprietà termoisolanti. A seconda dell'uso previsto, la canapa calce viene solitamente prodotta in densità apparente di 200 kg / m³ - 500 kg / m³. Le miscele per l'isolamento del tetto hanno densità lorde di 200–250 kg/m, per applicazioni a parete e pavimento la densità lorda aumenta a 400 o 500 kg/m³. In queste aree, il materiale da costruzione ha una conduttività termica di circa 0,06 W/m*K - 0,12 W/m*K. La composizione ha anche un impatto sulle proprietà di regolazione dell'umidità e fonoassorbenti e sulla capacità di carico.
Oltre alla proporzione di legante, la densità apparente è influenzata da fattori quali la dimensione della puleggia e la compressione applicata durante la pavimentazione. È anche determinante per la proporzione dei pori nella calce canapa, che con una densità apparente di 400 kg / m³ è di circa il 70% in volume. Il tipo di pori è diviso in tre categorie in base alla loro dimensione:
- I macropori (circa 1 cm) si formano a causa della disposizione non strutturata dei canocchie nell'impasto
- I mesopori (0,01 mm - 1 mm) si trovano nella struttura della puleggia e come sacche d'aria nel legante
- I micropori (<0,01 µm) si trovano tra gli idrati della matrice legante
proprietà
Il canapulo di canapa e l'agente legante interagiscono tra loro in modi diversi. A seconda della composizione, le proprietà meccaniche, il comportamento igrotermico, le proprietà acustiche, il comportamento al fuoco e la CO 2 capacità di legame sono influenzati. Questi parametri sono descritti in termini generali di seguito.
Comportamento meccanico
Le proprietà meccaniche dipendono da un lato dal tipo di legante e dalla sua resistenza meccanica. D'altro canto, queste proprietà del legante sono modellate dalla flessibilità, dalla composizione e dalla qualità dei canapiglia, poiché i canapucci influenzano il comportamento di irrigidimento del legante.
La porosità con la comprimibilità associata d. h. La comprimibilità delle canape limita fortemente la massima resistenza ottenibile del materiale da costruzione e allo stesso tempo garantisce un comportamento di deformazione duttile o elastoplastico insolito . Indagini su varie ricette di canapa e calce hanno mostrato che la resistenza alla compressione della canapa e calce dopo 28 giorni era sempre compresa tra 0,25-3 MPa (circa 1/20 del calcestruzzo normale ), accompagnata da grandi deformazioni, a seconda del tipo e della proporzione di legante. Anche se la resistenza della calce canapa aumenta a causa della carbonatazione costante , è molto bassa rispetto ad altri materiali da costruzione. Questa proprietà limita l'utilizzo della canapa calce in edilizia e richiede l'abbinamento con una struttura portante.
La canapa calce funge da supporto di irrigidimento sul telaio a montanti, in quanto può deviare i carichi dalle zone instabili all'interno della struttura in caso di carichi orizzontali. Ciò ritarda notevolmente il cedimento della struttura in legno. Il comportamento duttile della canapa-calce la rende particolarmente indicata per l'utilizzo in zone a rischio sismico, in quanto il punto di rottura della costruzione è ritardato dalla grande deformazione che questo materiale consente.
Comportamento igrotermico
La calce canapa è un materiale igroscopico con diametri dei pori fortemente fluttuanti nell'intervallo da nanometri a millimetri. Grazie a questa rete a pori aperti, il materiale da costruzione è in grado di scambiare vapore acqueo con l'aria ambiente. Quando l'umidità dell'aria è elevata, il vapore acqueo può condensare sulle superfici dei pori per formare acqua liquida , mentre avviene il contrario quando l'aria è secca. Questo fenomeno di transizione di fase (evaporazione/condensa) provoca l'assorbimento o il rilascio di energia termica, che ha un'influenza diretta sulle proprietà di isolamento termico del materiale. A causa di questo fenomeno, la calce canapa viene assegnata anche ai materiali a cambiamento di fase (PCM).
La conducibilità termica delle densità comuni per la canapa calce (200 - 500 kg/m³) è compresa tra 0,06 - 0,11 W/m*K (a 20 °C; 50% UR). La capacità termica della canapa calce è di circa 1000 J/kg * K.
Livello di assorbimento acustico
Il grado di assorbimento acustico della canapa calce può variare notevolmente, in quanto dipende da vari parametri quali il tipo di legante, il rapporto di miscelazione e il metodo di lavorazione. Di questi parametri, il rapporto di miscela canapiglia/legante ha la maggiore influenza sull'assorbimento acustico.
Comportamento al fuoco
Secondo la norma europea ( DIN EN 13 501 ), la canapa calce ha il comportamento al fuoco : B-s1-d0. I canocchie di canapa sono suddivisi in Euroclasse E secondo lo stesso standard. Questo comportamento al fuoco può essere migliorato rivestendo con un legante minerale. I test di resistenza al fuoco hanno dimostrato che le pareti in canapa e calce possono fornire una resistenza al fuoco di F90.
CO 2 assorbimento
Varie valutazioni del ciclo di vita dimostrano la sostenibilità di questo materiale da costruzione e il potenziale per legare la CO 2 . A seconda dello scenario di produzione e della composizione, vengono forniti valori da 70 kg CO 2 / m³ a 307,26 kg CO 2 / m³. Questi valori superano le quantità di CO 2 emesse per la produzione e il trasporto (circa 50 kg CO 2 / m³) e danno alla calce di canapa un bilancio di CO 2 negativo .
Due diversi meccanismi sono responsabili dell'assorbimento di CO 2 della canapa e calce. Da un lato, la pianta di canapa assorbe CO 2 dall'atmosfera durante la fotosintesi e la utilizza per formare materia vegetale . Più precisamente, la canapa è costituita da circa il 46% di carbonio. Questo alto contenuto, combinato con la sua rapida crescita e buona tolleranza agricola, rende la canapa una pianta di stoccaggio ideale.
Il secondo fenomeno di legame del carbonio avviene attraverso la carbonatazione del legante calcareo. Quando il carbonato di calcio reagisce all'ossido di calcio attraverso un processo di combustione, oltre alle emissioni del processo di combustione, viene creata anche CO 2 dalla decarbonizzazione del calcare. Quest'ultimo può essere rilegato in determinate quantità durante la fase di utilizzo del materiale da costruzione canapa-calce mediante carbonatazione. In confronto, tuttavia, il potenziale di legame della CO 2 della pianta di canapa è molto più alto.
Metodi di lavorazione per componenti solidi
La canapa lime può essere prodotta in diversi modi. Da un lato vi sono le " procedure in situ " miste in opera, che si suddividono nell'introduzione manuale del materiale in casseforme e nella spruzzatura mediante affilatrice. I corpi in canapa-calce, invece, possono essere prefabbricati sotto forma di pietre o elementi murari e installati in cantiere.
Introduzione manuale
Lo sviluppo della canapa e del suo processo di introduzione si basa in gran parte sulla ristrutturazione di storiche case a graticcio in Francia. Pertanto, il metodo originale per utilizzare la canapa e la calce era di riempirlo in un modulo di presentazione. L'impasto viene prodotto in un mescolatore obbligatorio e deve poi essere portato al punto di riempimento dal trasformatore utilizzando una carriola o un secchio. La consistenza leggera e incoerente della calce umida di canapa non può essere lavorata come materiale sfuso né compattata per vibrazione o scuotimento nel cassero e deve quindi essere compattata mediante pressione verticale, a mano o con l'ausilio di un attrezzo. Il materiale deve essere posato e compattato a strati in modo da evitare cavità e zone debolmente aderenti nella parete. Per garantire una compattazione sufficiente, l'altezza di riempimento del materiale da costruzione non deve essere superiore a 0,2 metri per strato. Con i miscelatori obbligatori si possono produrre fino a 24 m³ di canapa e calce al giorno. A causa del lavoro manuale, la quantità che può essere pavimentata con questo metodo è limitata a circa 10 m³ al giorno.
Processo di spruzzatura
Nel processo di spruzzatura, i canapeschi e i leganti vengono lavorati utilizzando una macchina a spruzzo sviluppata appositamente per il materiale da costruzione. I tipi di processo si dividono in processi di spruzzatura a umido ea secco. Con questi processi, i produttori dichiarano di poter lavorare circa 6 m³ all'ora. A, casseforme solo lato viene solitamente utilizzato come cassaforma sistema. Il telaio portante viene spostato verso la cassaforma perduta, poiché il riempimento delle cavità retrostanti non può essere implementato con questo metodo.
In proiezione orizzontale, la canapa calce viene spruzzata sul cassero mediante pressione d'aria, alla quale aderisce e contemporaneamente viene compattata. Quindi vengono applicati diversi strati fino a raggiungere lo spessore della parete desiderato. Una distribuzione uniforme del materiale da costruzione e una superficie della parete uniforme si ottengono strappandola con acini grandi . Durante la spruzzatura, non tutti i canapiglia si attaccano al muro e cadono, ricoperti di legante, come una porzione di rimbalzo sul pavimento. Per riutilizzare questo materiale, il materiale deve essere miscelato con calce fresca di canapa in modo che non sia installato troppo asciutto.
Pietre
Nella fabbricazione delle pietre, la canapa calce viene versata in stampi e compattata mediante vibrazione. Inoltre, la pietra così prodotta può essere sottoposta anche a un carico costante dovuto alla compressione. Oltre alle forme specifiche del produttore, le pietre sono disponibili in varie dimensioni (per lo più variabili in larghezza) in modo che possano essere utilizzate per varie applicazioni. Ad esempio, strutture murarie monolitiche possono essere realizzate con pietre particolarmente larghe, mentre formati medi possono essere abbinati ad altri metodi costruttivi in canapa-calce come B. può essere collegato alla spruzzatura e le dimensioni più ridotte possono essere utilizzate per ristrutturazioni interne ed esterne.
Il fatto che le pietre vengano essiccate in fabbrica consente di risparmiare tempo nel processo di costruzione rispetto ai metodi in situ. Durante la costruzione, la pietra viene posta in un sottile strato di malta di sabbia calcarea e i punti di contatto devono essere inumiditi. Per adattare le pietre al telaio del montante o per creare altre deviazioni di forma, come curve, le pietre possono essere tagliate alle dimensioni desiderate con una sega.
Elementi prefabbricati per pareti
Per produrre elementi per pareti, la canapa-calce viene inserita in fabbrica in una sezione del telaio a montanti e, dopo l'essiccazione, viene consegnata al cantiere. Questo è un tipo di costruzione che è particolarmente utile per progetti molto grandi, come B. i magazzini, i capannoni industriali e i grandi edifici pubblici sono redditizi. Rispetto alle pietre va inoltre menzionata l'assenza di giunti di malta, che migliora l'isolamento termico dell'involucro edilizio.
aree di applicazione
La maggior parte degli edifici in canapa e calce in tutto il mondo sono edifici residenziali come case unifamiliari o plurifamiliari. Ma con il materiale da costruzione si possono realizzare anche edifici più grandi, pubblici e industriali.
L'edificio luminoso
Il Bright Building è un edificio del campus dell'Università di Bradford. È stato progettato dagli architetti Farrell e Clark e costruito nel 2016 ed è ad oggi il più grande progetto monolitico di canapa e calce che sia stato realizzato in tutto il mondo. L'edificio ha quattro piani e una superficie calpestabile di 1800 m². Tutti gli elementi delle pareti sono realizzati in canapa e calce e sono stati spruzzati. Nel cantiere sono state utilizzate contemporaneamente due macchine a spruzzo per accelerare il processo di costruzione. Inoltre, è stata utilizzata una cassaforma a doppia faccia, che è stata riempita verticalmente dalle macchine spruzzatrici. Il montante è stato disposto verso la parete interna.
L'edificio ha raggiunto un saldo BREEAM del 95,2%, che lo rende l'edificio più sostenibile al mondo nel settore dell'istruzione. Gli architetti di Farrell & Clark e il cliente si sono assicurati fin dall'inizio che l'edificio fosse dotato di quante più fonti energetiche passive possibili. Pertanto, il bilancio ambientale estremamente positivo può essere attribuito alle attrezzature tecniche per l'edilizia altamente efficienti e alle proprietà rispettose dell'ambiente e di miglioramento del clima ambientale della canapa-calce.
link internet
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