Альтернативи бетону у світі сьогодні та нові технології

2924 05.03.2019 в 19:52



Бетон є другою за популярністю речовиною у світовій економіці після води



У сучасному англійському сленгу їх називають plyskrapers (дослівно: гнучкий хмарочос) - висотні будівлі, які почали активно будуватися останнім часом і побудовані майже повністю з деревини. Ванкувер, Відень та Брумунддал в Норвегії всі недавно заявили, що мають найвищу дерев'яну будівлю в світі. І тепер навіть у Токіо є свій власний дерев’яний хмарочос. Створення будівель з дерева може здатися досить середньовічною ідеєю. Але є дуже актуальне питання, яке спонукає міста та архітекторів звертатися до обробленої деревини як основного будівельного матеріалу - зміна клімату.

Бетон є другою за популярністю речовиною у світовій економіці після води - і одним з найбільших у світі єдиних джерел викидів парникових газів. Хімічний процес, за допомогою якого створюється цемент, ключовий компонент бетону, включає великі кількості вуглекислого газу. За оцінками ООН, до середини століття на планеті проживатиме 9,8 млрд. людей. Їм потрібно десь жити. Якщо деталізувати, то наявні міста будуть розширюватися, будуватимуться нові, а з ними збільшаться і викиди двоокису вуглецю в атмосферу, поглиблюючи глобальне потепління.


Сукупні результати

Проблема з заміною бетону полягає в тому, що вона дуже універсальний за своєю суттю. Кріс Чізмен, професор інженерії корисних копалин в Імперському коледжі Лондона, каже, що головна річ, яку слід розглянути, полягає в тому, що бетон використовується у всьому світі, і він, ймовірно, буде продовжувати використовуватись. «Бетон - це не високовуглецевий продукт. Цемент є високовуглецевим, але бетону ним не є. Але масштаби, в яких він використовується, роблять його високовуглецевим продуктом. І масштаб виробництва насправді величезний. Сировина для бетону доступна та дешева і є в достатку у більшості місць по всьому світу.

Чізмен також відзначає ще одну перевагу: бетон і сталь мають подібні властивості теплового розширення, тому сталь може бути використана для зміцнення бетону, що робить його набагато більш міцним і гнучким, як будівельний матеріал, ніж він може бути сам по собі. Сталь, що використовується, може бути перероблена, зменшуючи її вуглецевий вплив, але поєднання сталі та бетону  дає величезну стійкість будівлям. Їх універсальність і широку доступність важко перевершити іншим матеріалам. Наприклад, деревина поглинає вологу з повітря і схильна до гниття і уразлива до шкідників, не кажучи вже про вогонь.



ДІЗНАЙТЕСЬ БІЛЬШЕ ЦІКАВИХ ФАКТІВ ПРО БЕТОН:

СПЕЦТЕМА: Тиждень бетону на Білд Порталі (ОНОВЛЮЄТЬСЯ)


З 4 по 7 березня ми публікуємо ряд матеріалів щодо проблематики сучасного будівництва з бетону, його використання та утилізації.



І тому вчені та будівельники почали інновативні експерименти з іншими матеріалами, в боротьбі за альтернативи універсального будівельного матеріалу, який підтримував наше сучасне життя протягом століть.




Але обробка деревини та поєднання її з іншими матеріалами дозволяють поліпшити її властивості. Перехресно-ламінована деревина - це деревина, виготовлена ​​із склеєних шарів твердого пиломатеріалу для формування будівельних блоків. Цей матеріал легкий, але міцний як бетон і сталь, і фахівці з будівництва кажуть, що з ним можна працювати більш універсально і швидше, ніж з бетоном і сталлю.

 

Stora Enso є найбільшим у Європі постачальником поперечного ламінованого бруса, і Маркус Маннстрем, виконавчий віце-президент з біоматеріалів, повідомляє, що компанія бачить зростання попиту в світі на будівництво деревини і зміна клімату в цьому - ключовий фактор. Країни Північної Європи, в яких працює Stora Enso, мають великі лісові ресурси і такий же традиційно великий попит на їх продукцію. Але компанія бачить зростаючий попит у всьому світі, у тому числі в Азії. Тим не менш, у Швеції на кожне зрубане дерево для переробки було посаджено два-три дерева, що дозволило країні подвоїти рівень лісового покриву ще у минулому столітті. Звичайно, використання деревини в екологічному будівництві також блокує вуглець, який дерево поглинуло під час росту. Навіть оброблена деревина також має обмеження. У Норвегії будівля Mjøstårnet має стати найвищим у світі дерев'яним будинком. Вона буде мати висоту у 88 метрів, складатиметься з 18 поверхів і буде використовуватися для офісів, готельних номерів і апартаментів. Mjøstårnet все ж не може довго утримувати свою першість. В Японії йде спорудження проекту W350, що досягне 70 поверхів, і буде побудований на 90% з деревини. Але вони все ще на ранніх стадіях планування. Тільки тоді, коли ці концепції будуть доведені на практиці, можна буде бачити деревину як широко поширену альтернативу бетону при будівництві високих будівель.

 

Конкретні приклади

Можливою альтернативою є зола або ж шлак. Це побічний продукт електростанцій, що спалюють вугілля - шлаки, незгорілі частини вугілля, які раніше розходилися в повітря або потрапляли на дно труб електростанцій, в сучасних електростанціях збираються спеціальними фільтрами. Шлак чи зола додається до бетонних сумішей, заміщуючи від 15% до 30% цементу і не завдаючи шкоди міцності або довговічності отриманої суміші.

Подібним чином також може бути використаний побічний продукт залізорудної переробної промисловості - мелений гранульований доменний шлак. Ці добавки до бетонних сумішей мають потенціал для зменшення викидів парникових газів.

Але Ханна Сургенор, старший радник з питань сталого розвитку у Британській Раді з питань зеленого будівництва, яка наразі займається навчанням британських будівельників щодо доступності заміни цементу, зазначає, що хоча ці відходи можуть заощаджувати вуглець у бетоні, їх використання не завжди є простим.

«Можна замінити вміст цементу в бетоні відходами – у змішаній масі також можна використовувати альтернативні матеріали (наприклад, відходи деревини), щоб знизити загальний вплив вуглецю. Але є декілька розрахунків, які необхідно розглянути протягом усього життєвого циклу будівлі - вони включають факторинг, звідки відвантажуються ці матеріали. Якщо вони транспортуються на великі відстані, використовуючи викопне паливо, використання альтернативних матеріалів може не мати сенсу з точки зору загального скорочення викидів вуглецю.

Зола від вугілля і шлаку від залізної руди є в значних кількостях у багатьох країнах, що активно використовують бетон, включаючи країни, що швидко розвиваються, такі як Китай та Індія. Але дорога логістика виключає їх транспортування на великі відстані.

Інші матеріали мають плюси і мінуси. Силікати магнію не настільки широко доступні, як будівельні бетонні блоки, що обмежує їх використання. Кальцитові глини, на думку професора Чізмена, мають значний потенціал, але скоротять викиди з бетонних сумішей лише приблизно на третину, що не є комплексним рішенням.

 

Морква і відходи

Дослідження в Університеті Ланкастеру виявили, що додавання рослинних частинок -  моркви або цукрових буряків - може зміцнити бетон при одночасному зменшенні необхідного обсягу цементу. Аналогічна робота ведеться з бамбуком та іншими волокнами.

Графен, чудовий матеріал, винайдений у Великобританії на початку цього століття, також є перспективним аналогом. Експерти з університету Ексетера використовували графен у бетонній конструкції для створення нового композиційного матеріалу, який вдвічі міцніший за традиційний бетон і в чотири рази більш водостійкий. Моніка Крачіун, професор нанонауки в інженерному відділі цього університету, назвала новий матеріал «абсолютною зміною правил гри», і продовжує роботу над його подальшим розвитком як перспективного матеріалу. Комерційне впровадження графену наразі все ще є далекою перспективою.

Незважаючи на те, що всі ці технології є перспективними ідеями, вони є або дорогими, непідтвердженими, або заснованими на матеріалах, яких не надто багато. Королівський інститут міжнародних відносин в Четем Хаус зробив минулого року огляд інновацій у галузі і дійшов до похмурого висновку: “Деякі нові цементи обговорювалися вже більше десяти років у науковому співтоваристві, не виходячи далі рамок дискусій. В даний час ці альтернативи рідко настільки економічно ефективні, як звичайний цемент, і вони стикаються з дефіцитом сировини та опором з боку клієнтів».

Враховуючи повільне впровадження використання альтернатив бетону, зараз основна увага приділяється таким рішенням, як фільтрація і навіть використання вуглекислого газу, який є результатом бетонного виробництва.

CarbonCure, канадська компанія, переробляє вуглекислий газ у свою продукцію. Зріджений діоксид вуглецю вловлюється з промислових процесів і вводиться в бетон під час його виготовлення, що сприяє процесу змішування цементу та інших інградієнтів. Компанія настільки зменшила вуглецеву емісію через свої продукти, що це є еквівалентним прибиранню приблизно 5000 автомобілів з доріг планети. Але технологія уловлювання вуглецю залишається дуже дорогою, і лише кілька проектів намагаються впровадити інновації таким чином, щоб зменшити викиди від цементу.

 

За матеріалами https://www.theguardian.com

Похожие статьи:
14.09.2018
786
Дахове вікно підвищує енергоефективність будівлі та знижує енерговитрати...
07.03.2019
1737
Цемент перетворив світ, але тепер загрожує зруйнувати навколишнє середовище. Зараз у світі йде борот...
Строительство и Архитектура в развитых странах мира