Sustainability and economic evaluation of non-metallic fiber and reed fiber concrete materials in Belarus

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides comparative LCA data on fiber-reinforced concrete, useful for sustainable materials research.

🏢実務担当者:Offers practical guidance on selecting low-carbon concrete materials for construction projects.

🏛政策担当者:Highlights potential for natural fiber concrete in national low-carbon building policies.

通常のセメント系コンクリートにおける引張強度の弱さ、ナノクラックの発生しやすさ、耐久性の不足といった問題に対処するため、ベラルーシ現地の建築材料資源に基づき、カーボンナノファイバーコンクリートとアルカリ改質リードファイバーコンクリートを調製した。繊維含有率は0%から6%の範囲とした。28日間の圧縮および引張力学試験を実施した。2種類の繊維補強コンクリートの環境負荷は、ISO 14040/14044ライフサイクルアセスメント（LCA）システムを用いて定量化した。耐久性性能は、乾湿サイクル、炭酸化、硫酸塩攻撃のデータを用いて比較した。力学試験結果は、両タイプの繊維がコンクリートの力学特性を向上させ得ることを示している。最適なナノファイバー含有率4%において、圧縮破壊荷重は52.1 kN、引張破壊荷重は5.3 kNであり、ベースラインコンクリートと比較してそれぞれ約15%および25%の増加を示した。最適なリードファイバー含有率4%において、圧縮強度は50.7 kN、引張強度は5.9 kNであり、それぞれ約10%および17.5%の増加を示した。1 m³のコンクリートを機能単位として、LCA（Limited Carbon Concrete）は地球温暖化係数（GWP）、一次エネルギー消費量（PED）、酸性化係数（AP）を算出した。リードファイバーは、植物の炭素隔離効果により、ライフサイクル炭素排出量を大幅に削減する。ナノファイバーは補強効果がより顕著であるが、その原料調製はより多くのエネルギーを消費し、環境影響がより高い。耐久性分析は、カーボンナノファイバーコンクリートがリードファイバーコンクリートと比較して、優れた疲労耐性、侵食耐性、炭酸化耐性を示すことを示している。リードファイバーは天然で再生可能な材料であり、断熱性、省エネルギー、低炭素排出において顕著な利点を有する。全体的な力学、耐久性、環境便益を考慮すると、カーボンナノファイバー改質コンクリートは高耐久性・高荷重支持プロジェクトのための好ましい選択肢であり、リードファイバーコンクリートは低炭素グリーン土木建築物および断熱プロジェクトに適しており、ベラルーシにおける持続可能な繊維コンクリートの開発と工学的応用のためのデータ支援を提供する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

To address the issues of weak tensile strength, susceptibility to nanocracks, and insufficient durability in ordinary cement-based concrete, carbon nanofiber concrete and alkali-modified reed fiber concrete were prepared based on local Belarusian building material resources. The fiber content ranged from 0% to 6%. 28-day compressive and tensile mechanical tests were conducted. The environmental load of the two types of fiber-reinforced concrete was quantified using the ISO 14040/14044 Life Cycle Assessment (LCA) system. Durability performance was compared using data from dry-wet cycles, carbonation, and sulfate attack. Mechanical test results show that both types of fibers can improve the mechanical properties of concrete. At the optimal nanofiber content of 4%, the compressive failure load was 52.1 kN and the tensile failure load was 5.3 kN, representing increases of approximately 15% and 25% respectively compared to the baseline concrete. At the optimal reed fiber content of 4%, the compressive strength was 50.7 kN and the tensile strength was 5.9 kN, representing increases of approximately 10% and 17.5% respectively. Using 1 m³ of concrete as a functional unit, LCA (Limited Carbon Concrete) calculated the Global Warming Potential (GWP), Primary Energy Consumption (PED), and Acidification Potential (AP). Reed fiber significantly reduces life-cycle carbon emissions due to its plant carbon sequestration effect; nanofibers offer more prominent reinforcement, but their raw material preparation consumes more energy and has a higher environmental impact. Durability analysis shows that carbon nanofiber concrete exhibits superior fatigue resistance, erosion resistance, and carbonation resistance compared to reed fiber concrete. Reed fiber is a natural and renewable material with significant advantages in thermal insulation, energy saving, and low carbon emissions. Considering overall mechanical, durability, and environmental benefits, carbon nanofiber modified concrete is the preferred choice for high-durability, high-load-bearing projects; reed fiber concrete is suitable for low-carbon green civil buildings and thermal insulation projects, providing data support for the development and engineering application of sustainable fiber concrete in Belarus.

• semanticscholar https://smrjournal.com/index.php/smr/article/download/20/11first seen 2026-07-20 05:37:41 · last seen 2026-08-27 05:40:21