| dc.description.abstract | Utviklingen i Nepal har vært positiv gjennom de siste tiårene, og flere forbedringer har funnet sted i byggebransjen. Til tross for dette er det fortsatt er stort behov for nye boenheter, offentlige bygg og forbedret infrastruktur. Særlig etter jordskjelvet i 2015 økte behovet for boenheter over natten som følge av at over 600 000 bygninger ble ødelagt. Moderne materialer som betong tar over for tradisjonelle materialer, og det er estimert at sement produksjonen kommer til å dobles fra 2020 til 2025. Med tanke på bærekraftig utvikling er den økende bruken av sement uheldig, særlig med tanke på at Nepal allerede til tross for landets lave klimagass utslipp, er de en av landene som er svært påvirket av klimaendringene.
I samarbeid med Samaj prosjektet og Ingeniører uten Grenser er det sett på om det er mulig å gjøre dagens bygge praksis mer bærekraftig ved å redusere bruken av sement. Forhåpentligvis er det mulig å finne alternative løsninger til betong som har et lavere CO2 utslipp, lave kostander og positiv effekt for lokalbefolkningen. Det ble bestemt at to alternativer skulle vurderes. I dette prosjektet er det sett på muligheten for å erstatte deler av sementen med leire og benytte jordbaserte materialer istedenfor betong.
Tre forskjellige metoder er benyttete i prosjektet. Et litteraturstudium er gjennomført for å få en oversikt over relevant informasjon for å svare på forskningsspørsmålene. Deretter ble utvalgte tester gjennomført på NTNU sin betong lab for å vurdere hvordan ubehandlet leire påvirket egenskapene, spesielt trykkfastheten til betongen. Til slutt ble et feltarbeid gjennomført i Katmandudalen for å få innsikt i dagens situasjon, hvordan bygge bransjen fungerer, de lokales preferanser og utfordringer knyttet til mangel på bygg og boenheter.
Først ble det undersøkt om leire, et lett tilgjengelig råmaterial i store deler av Nepal, er egnet til å erstatte deler av sementen. Dette i kombinasjon med lave kostander tilknyttet bruk av materialet gjør det til et alternativ som kan bidra til en bærekraftig utvikling. Betongen tilsatt ubehandlet leire testet i laben viser imidlertid at økende innhold av leire resulterer i at fastheten synker betraktelig. Dette samsvarer med funn i litteratur, og det konkluderes derfor med at ubehandlet leire ikke egner seg til å erstatte deler av sementen. Dersom leiren kalsineres, blir den mer reaktiv, og leiren kan fungere godt som en pozzolan. Tidligere casestudier viser at det er mulig å oppnå samme styrke som ved bruk av bare OPC og i mange tilfeller forbedres bestandigheten. I tillegg har Nepal god kapasitet på de eksisterende sementfabrikkene, og har dermed allerede det nødvendige utstyret til kalsineringsprosessen. Bruk av kalsinert leire er derfor et alternativ det er verdt å se videre på.
Det ble også undersøkt om de jordbaserte materialene rammed earth og CSEB er egnet til å erstatte betong. For mange typer konstruksjoner vil dette være et godt alternativ, og særlig CSEB som både er et lavkostlands materiale, enkelt å bygge med, gir muligheter for arbeid til lokalbefolkningen og har et lavere CO2 utslipp sammenliknet med betong og murstein. Rammed earth er også er godt materiale, men virker å ha et noe mindre bruksområde og er vesentlig dyrere enn CSEB. Likevel er betong er materiale som har gitt mye muligheter i landet, og det er ikke alle bygg som kan erstattes med de jordbaserte materialene. Betong vil derfor i noen tilfeller, spesielt når bygget har mer enn 2,5 etasje, fortsatt være det beste alternativet. | |
| dc.description.abstract | The development in Nepal has moved in the right direction throughout the last decades, and several improvements have taken place in the construction industry. However, the country is still in need of new housing, public buildings, and new infrastructure. Especially the demand of housing units has increased drastically after the earthquake in 2015, where more than 600 000 houses were destroyed. This situation has led to large investments in the cement production. Modern material like concrete is replacing traditional materials, and the cement production is estimated to double from 2020 to 2025. The increased use of cement is unfortunate for the sustainable development, and Nepal is already one of the countries disproportionately affected by climate change.
In collaboration with the Samaj project and the Engineers Without Borders the current building practices and measures improving the present situation in terms of reducing the amount of cement used in the construction industry have been examined. Hopefully it will be possible to find alternatives that can fulfil the demand construction methods and at the same time leave a smaller CO2 footprint, being of low cost, and having a positive social effect in the country.
In this project, two alternatives have been investigated by using three different research strategies. First, a literature review was conducted aiming at getting an overview of various alternatives. Then concrete containing unheated clay was tested in the lab to evaluate its suitability to replace cement. Last, a field study was conducted, in order to get valuable insight into the construction industry and the current situation, the local preferences, and the challenges connected to the shortage in public buildings and housing units.
The first alternative investigated is substituting parts of the cement with clay, which is a raw material distributed all over Nepal. The easy access in combination with the low cost makes it a favorable option from a sustainable development perspective. Concrete with unheated clay was tested in the lab at NTNU. The test results show that the strength in the concrete decreases drastically when increasing the content of the unheated clay. The results comply with the information found in the literature, and it seems adequate to conclude that this is not a suitable option. By thermal treatment, the clay mineral crystal structure is destroyed and transformed into a very reactive structure. As a result, the active phase increases, making it more pozzolanic. Evidence concerning calcinated clay shows that it is possible to obtain the same strength as when using OPC, and the durability is often improved. Calcination can be done by using the same equipment as used in cement production. Considering that Nepal only utilizes half of the capacity at the cement factories, and in addition having access to the raw material and a place to calcinate the clay, make this option worth looking further into.
The second alternative being investigated was the suitability of earth-based materials to replace concrete. All in all, earth-based materials seem to be an equally good alternative as concrete in many constructions. Especially CSEB seems to be an acceptable option being at low cost, and the CO2 emission is reduced compared to using concrete and burned bricks. In addition, the material contributes to local business and gives locals, both males and females, work possibilities in their hometowns. However, when the size of the building exceeds 2,5 stories, it is not possible to obtain the given requirements when using rammed earth or CSEB. Therefore, concrete cannot be replaced in these situations and in many cases, concrete still is the best option. | |
