Vyhľadávanie v online časopise
Online časopis
Využitie odpadu pri produkcii stavebných materiálov
Dátum: Rubrika: Na aktuálnu tému
Príspevok analyzuje nové metódy a prístupy k využitiu biologicky rozložiteľného odpadu v stavebníctve. Počiatočné úvahy sa venujú nedávnym štúdiám, ktoré analyzovali využitie odpadu zo spracovania cukrovej trstiny ako suroviny na produkciu stavebných tehál a betónu. V nasledujúcich častiach príspevok analyzuje potenciál nahradenia cementu popolom z biodegradovateľných materiálov v produkovanom betóne a využitie iných odpadov ako stavebných materiálov.
Podľa nedávnych prepočtov a odhadov je v globálnom meradle cementárenský priemysel zodpovedný za približne 8 % znečistenia uhlíkom. Pre porovnanie, uvedený prínos tohto sektoru priemyslu ku klimatickým zmenám je vyšší ako podiel sektoru leteckej dopravy. Vedci sa preto zamýšľajú nad tým, ako nahradiť stavebný betón udržateľnejším materiálom a znížiť uhlíkovú stopu stavebného priemyslu. [1]
Hľadanie efektívnych a hodnotných riešení pre nakladanie s poľnohospodárskym odpadom bolo a stále je pre výskumníkov inšpiratívnou výzvou. Vedľajšie produkty z monokultúr, ako sú zvyšky z produkcie sóje, kukuričné klasy, slama, slnečnicové semená a celulóza, sú často určené na kompostovanie pôdy. Využívajú sa aj ako krmivo pre zvieratá alebo sa dokonca premieňajú na energiu. Účelom uvedených činností je zníženie množstva odpadu a zmiernenie dopadov na životné prostredie. [10]
Riešenie uvedených problémov môže poskytnúť cukrovarský priemysel, ktorý produkuje obrovské množstvo vláknitého materiálu. Predmetná surovina má potenciál využitia pri vytváraní nových typov konštrukčných prvkov. [1]
Tehly z cukrovej trstiny by mohli takpovediac "osladiť" budúcnosť stavebného priemyslu. S uvedeným prišla Architektonická kancelária Grimshaw Architects a Univerzita východného Londýna (University of East London, UEL), ktoré sa spojili, aby vytvorili tehlu vyrobenú z lisu cukrovej trstiny. Materiál získal pracovný názov "sugarcrete", ktorý vznikol spojením slov "sugar" (ktoré v anglickom jazyku znamená cukor) a "concrete" (ktoré v anglickom jazyku znamená betón). Spomenutý koncept tak predstavuje biostavebný materiál, ktorý sa dá použiť ako tehla, izolačná doska alebo nosný prvok. [2] Tento vedľajší produkt má sľubný potenciál nahradiť energeticky náročné stavebné systémy, akými sú betón a tehla. Vie poskytnúť potenciál stavebného materiálu, ktorý v sebe kombinuje udržateľnosť a konštrukčnú účinnosť. Hlavnou inováciou využitia cukrovej trstiny bolo spochybnenie zavedenej mylnej predstavy, že biomateriály majú nízku štrukturálnu výkonnosť. Zároveň zahŕňal predstavu, že uvedené materiály sa vyznačujú dostatočnou štrukturálnou pevnosťou, aby boli samonosné. Projekt začal ako súčasť výskumu, ktorý sa zaoberá existujúcou priemyselnou štruktúrou a začal sa pozerať na vedľajšie produkty ako na stavebné alternatívy vrátane vedľajších produktov z výroby cukru. [10]
Z ekonomického hľadiska má spomenutý koncept svoje výhody v podobe cenovej dostupnosti. Okrem toho ide o ekologickú alternatívu tradičných tehál a betónu. Motívom uvedených výskumov je skutočnosť, že globálna výstavba pokračuje šialeným tempom a predpokladá sa, že stavebný priemysel výrazným spôsobom bráni globálnemu cieľu udržať globálne otepľovanie na úrovni 1,5 °C. Zastavané prostredie vytvára 40 % ročných globálnych emisií CO2. Odhaduje sa, že zastavané plochy na svete sa do roku 2060 zdvojnásobia. Cukrová trstina je zároveň jednou z najrozšírenejších poľnohospodársky pestovaných plodín na svete. Táto skutočnosť bola zároveň motívom k tomu, ako nakladať s odpadom, ktorý vzniká pri jej spracovaní. Každý rok sa ako vedľajší produkt vyprodukuje približne 600 miliónov ton vlákien spomenutej plodiny. Prínos cukrovej trstiny k objemu globálnych odpadov je preto zásadný a využitie vlákna z cukrovej trstiny na vývoj nových stavebných materiálov a iných výrobkov, ktoré zachovávajú uhlík viazaný vo vlákne, môže kompenzovať niektoré negatívne vplyvy tejto plodiny na životné prostredie.
Sugarcrete
však predstavuje len 15 až 20 % emisií uhlíka v porovnaní s bežnými stavebnými materiálmi a vydáva 20-krát menej uhlíka ako betón, pričom je štyrikrát až päťkrát ľahší. [2]Ako vzniká "sugarcrete"?
Sugarcrete vzniká vytvorením zmesi vlákien cukrovej trstiny, ktoré zostali po extrakcii cukrovej miazgy, známej ako bagasa, s na mieru vyrobenými pieskovými minerálnymi spojivami. V hierarchii odpadového hospodárstva má uvedený materiál potenciál opätovného použitia. Je preto použiteľný, ale zároveň aj opätovne použiteľný v nových alebo aj v existujúcich konštrukciách. Spomenutý stavebný komponent bol testovaný v období 2 rokov a dosiaľ zistené skutočnosti naznačujú množstvo jeho pozitív. Sugarcrete v porovnaní s výrobou betónu skracuje čas tuhnutia na jeden týždeň. Za normálnych okolností proces tuhnutia betónu trvá až 28 dní. Potenciál využitia cukrovej trstiny spočíva predovšetkým v objemoch jej globálnej produkcie. Ročne sa na celom svete vyprodukujú takmer 2 miliardy ton cukrovej trstiny. Z uvedeného objemu potom približne 1/3 predstavujú cukrové vlákna, ktoré vytvárajú odpadový materiál. Použitie produktu na báze biologického odpadu, akým je sugarcrete, by mohlo dôjsť k nahradeniu tradičných produktov tehliarskeho priemyslu a ponúknuť potenciálnu úsporu 1,08 miliardy ton CO2. Uvedená úspora sa rovná asi 3 % celosvetovej produkcie CO2. Pozitíva uvedeného materiálu - najmä jeho životnosť - overil výskumný program za pomoci digitálneho modelovania. Vedci v rámci neho vytvorili prototyp dosky vyrobenej z cukrovej trstiny odvodenej od sugarcrete. Po otestovaní materiálu dospeli vedci k záverom o jeho demontovateľnosti a opakovanej použiteľnosti. Jednoducho povedané, vedci v tomto prípade vytvorili ohňu odolnú kompozitnú podlahovú dosku, ktorú možno aplikovať, rozoberať jej štruktúry alebo zahŕňať ju v nových alebo existujúcich štruktúrach. [3]
Cukrová trstina má rýchle tempo rastu a jej produkcia je až 50-násobne efektívnejšia ako lesníctvo, pokiaľ ide o premenu CO2 na biomasu, čo z nej robí materiál s vysokou prioritou na dosiahnutie nulových, t.j. čistých emisií. Okrem toho sa uvedený materiál ľahko používa v kontexte nekvalifikovanej pracovnej sily a má zjednodušený dodávateľský reťazec vďaka svojmu jednoduchému zloženiu. Výrobný proces sugarcrete je pomerne jednoduchý a pripomína konvenčnú výrobu betónových blokov. Zahŕňa dávkovanie materiálov, miešanie, odlievanie, sušenie a vytvrdzovanie. Spojivové zložky sú na minerálnej báze a sú široko dostupné v miestach so zavedeným cukrovarníckym priemyslom. Podobne ako pri iných stavebných materiáloch sú výzvy jeho produkcie vo veľkom meradle spojené s variabilitou surovín z hľadiska obsahu vlhkosti, veľkosti častíc, nežiaducich nečistôt a podobne. Vývojový tím projektu "Sugarcrete" vytvoril koncept vzájomne prepojených geometrií, aby preskúmal nové možnosti aplikácie produktu. Vychádzal pritom z metódy prepletenia stavebných častíc patentovanej v roku 1699 francúzskym inžinierom
Pre zobrazenie článku nemáte dostatočné oprávnenia.
Odomknite si prístup k odbornému obsahu na portáli.
Prístup k obsahu portálu majú len registrovaní používatelia portálu. Pokiaľ ste už zaregistrovaný, stačí sa prihlásiť.
Ak ešte nemáte prístup k obsahu portálu, využite 10-dňovú demo licenciu zdarma (stačí sa zaregistrovať).
Bezplatný odpovedný servis pre predplatiteľov
Vaše otázky môžete zadať na www.otazkyodpovede.sk.
