Může být beton udržitelný?

Fascinace konstrukcí: Od dětství

Náš současný host Simone Stürwald působí na Univerzitě aplikovaných věd ve východním Švýcarsku, kde je profesorkou pro udržitelný beton a udržitelné konstrukce. Betonovému stavitelství se věnuje přibližně 20 let.

• " Rád bych přispěl k tomu, aby byl tento sektor udržitelnější. "

Její rodiče v místě svého bydliště pravidelně přestavovali a to ji fascinovalo už jako dítě. Jelikož je spíše matematického typu, rozhodla se místo architektury studovat pozemní stavitelství. Zvláště ráda pracuje na řešení problémů, kdykoli se vyskytnou.

V současné době vyučuje technologii betonu a klasické objemové stavby a také modelování, např. metodou konečných prvků. Kromě toho vede zkušebnu materiálů , která provádí testy kvality kameniva a betonových výrobků na podporu regionálního stavebnictví. Kromě těchto úkolů se věnuje také výzkumu a vývoji na své univerzitě. Myslíme si, že máme co dělat!

01 Čerpadlo na beton na staveništi

Může být beton udržitelný?

Nyní se dostáváme k hlavnímu tématu této epizody: Zmínit se jednou větou o konkrétnosti a udržitelnosti se dnes jakoby míjelo. Simone se domnívá, že definovat samotný termín udržitelnost je obtížné. Jedním si je ale jistá: V každém případě je to udržitelnější než v současnosti.

Vysvětluje nám, že 90 % emisí CO₂ z betonu lze přičíst výrobě cementu , ačkoli cement tvoří pouze asi 12 % hotového betonu. Zejména cement má zásadní vliv na udržitelnost betonu. Doprava není tak důležitá. Beton jistě nebude tak udržitelný jako dřevo, ale v mnoha oblastech je použití betonu prostě nezbytné.

02 Udržitelnost je důležitým tématem

Na evropské úrovni by měl být cement do roku 2050 klimaticky neutrální. Před námi je ještě dlouhá cesta, ale již existují strategie, jak tohoto cíle dosáhnout.

Úspora CO₂ při výrobě betonu

Jak známo, cement se zahřeje na teplotu okolo 1500 °C, tedy se vypálí. Problémem jsou samozřejmě použitá paliva. Dalším problémem je pálení vápence. Protože se při tomto procesu uvolňuje velké množství CO₂, nazývaného také geogenní nebo kamenný CO₂. Tento CO₂ musí z kamene unikat, aby byl cement reaktivní a mohl být následně použit. 60 % CO₂ pochází z kamene, 40 % z paliv.

Simone vysvětluje, že můžete samozřejmě optimalizovat paliva. Například použitím materiálů, které by se jinde stejně spálily, jako jsou staré pneumatiky. Bohužel 60 % z horniny nelze přímo ovlivnit.

Další možností by bylo minimalizovat množství cementu v betonu. Při výrobě betonu je důležité najít ideální křivku zrnitosti. Prostory mezi jednotlivými kamenivem se vyplní směsí voda-cement jako pojivem. Při ideální křivce zrnitosti jsou tyto spáry co nejmenší, takže je třeba použít co nejméně cementu. Zde lze ušetřit dobrých 40 % cementu, aniž bychom se museli obávat nižší pevnosti v tlaku.

03 Betonování na staveništi

Řešením může být také alternativní pojivo. Toto minerální složení ostatně existuje i v jiných materiálech. Lze použít například popílek nebo mikrooxid křemičitý. V Africe a Asii již existují projekty, které přeměňují zemědělský odpad, jako jsou rýžové slupky, na popílek. Alespoň částečně zde funguje výměna cementárny.

• „ Když se to všechno do určité míry zkombinuje, pak se tyto vysoké hladiny CO₂ výrazně sníží. "

Proč se ale již nepoužívá ve stavebnictví? Jak už to tak bývá, problémem jsou zde normy. Povoleny jsou pouze cementy s určitým složením a pro konstrukci jsou stanovena minimální množství cementu. Při realizaci stále existují překážky, které je třeba překonat. Výzkum se však těmito tématy zabývá již delší dobu.

Nové cesty pro stavebnictví

Téma klimatických změn a udržitelnosti mezitím našlo uplatnění také ve stavebnictví. Například v oblasti dřevěných konstrukcí se intenzivně pracuje na tom, aby se našlo co nejvíce možných využití. Dřevo jako stavební materiál má však své limity. Není v každé součásti trvalé nebo odolává potřebnému tlaku. Přestože v oblasti dřevostaveb již existuje řada řešení, není dřevo pro některé konstrukce zrovna ideálním materiálem.

04 Beton jako stavební materiál pro podlahy v suterénu

Například dřevo a zdivo lze v podzemí použít jen v omezené míře, alespoň jako vnější plášť. Vlhkost v zemině ztěžuje realizaci alternativ k betonu. U základů také platí, že betonu se v budoucnu asi nevyhneme. Podobné je to s mosty, zvláště když musí odolávat vysokému zatížení , jako jsou dálniční mosty. Požadavky na zvukovou a protipožární ochranu lze také snáze realizovat například pomocí betonu.

Budou alternativy ke konvenčnímu betonu dražší? Tuto otázku samozřejmě'nenecháme ignorovat a Simone náš předpoklad potvrzuje. Vysvětluje nám, že tyto vícenáklady se pohybují v řádu jednociferných míst. Prototyp nebo produkt, který je teprve ve vývoji, je navíc automaticky o něco dražší, než by byl později, když přijde na masový trh.

Jednodušší na stavbu

Simone v této souvislosti hovoří o trendu k jednodušší výstavbě. Na naši žádost nám odpověděla, že například pro stěny je důležité znovu použít jeden materiál. Místo toho, aby trvala na smíšených stavebních materiálech, poukazuje na hlínu, zdivo nebo jiné inovativní stavební materiály. Díky jednomu použitému stavebnímu materiálu lze konstrukci v konečném důsledku lépe recyklovat , než kdybyste před sebou měli smíšený stavební materiál.

Jednoduchá konstrukce se vyznačuje menší složitostí díky menšímu počtu vrstev použitých v konstrukci. Jednodušší půdorysy a menší počet polí také výrazně usnadňují stavbu.

Recyklace betonu

Ptali jsme se sami sebe, zda lze recyklovat i beton. Tím by se totiž spousta věcí zjednodušila. Simone nám překvapivě vysvětluje, že recyklace betonu je v jejím regionu poměrně běžná. Beton s vysokým podílem recyklátu se často používá jako chudý nebo výplňový beton. Na stěny a stropy se také hojně používá betonový recyklát. Tento speciální recyklovatelný beton je v současné době stále značně proměnlivý ve svém složení. Na neustálém zlepšování jeho vlastností se však pracuje.

05 Demolice železobetonového mostu

Ve Švýcarsku se při demolici budovy již několik let recykluje beton podle druhu. V současné době se o něčem takovém často v Německu stále diskutuje.

Budoucnost stavebnictví

Simone nám prozradila, že podpůrné systémy, jako je BIM , pro statické posouzení velmi vítá. Zdůrazňuje, že na základě modelu lze předem říci, kterou variantu konstrukce lze při použití určitých materiálů co nejudržitelněji a nejhospodárněji naplánovat. To vám umožní rychle a efektivně dosáhnout nejlepších výsledků.

Na jedné straně lze samozřejmě optimalizovat použité stavební materiály pro větší udržitelnost, jak se již nyní v oblasti betonu zkoumá. Na druhé straně samozřejmě roste také zájem o efektivní konstrukce.

Zde by bylo vhodné projít si různé možnosti, jak nejlépe využít stěny a sloupy v konstrukci, abychom vytvořili požadovanou užitnou plochu s požadovanými vlastnostmi. Simone také vidí ve využití umělé inteligence pro optimalizaci velkou příležitost pro větší efektivitu ve stavebnictví.

06 Stávající budova v rekonstrukci

Zdůrazňuje také, že za posledních 25 let jsme toho hodně vybudovali. Tento trend podle nich pravděpodobně nebude pokračovat. Současné systémy peněžního trhu a pobídky k udržitelnosti mají tendenci dívat se spíše směrem k uchování a práci se zásobami.

Kromě toho považuje hybridní konstrukce za určující. Důležitější je využít každý stavební materiál optimálně a nezaměřovat se pouze na jeden z důvodů nákladů nebo snadnosti zpracování. Důležitější je, aby byl stavební materiál udržitelný a v tomto bodě technicky fungoval. Zejména digitální automatizovanou prefabrikaci nebo tisk komponentů vidí jako dobrý způsob, jak využít materiál co nejefektivněji.

Simone by si přála, aby se při výstavbě více zaměřila na udržitelnost. K tomu bychom však potřebovali v tomto směru také lepší školení našich inženýrů. Jednoznačně s ní souhlasíme.

Shrneme: Beton tedy není nutně zabijákem klimatu. Již nyní existují způsoby, jak učinit betonové konstrukce efektivnější a udržitelnější ; výzkum prostě potřebuje trochu více času.

Simone, jaká je vaše oblíbená budova?

Simone se také zeptáme na poslední otázku o její oblíbené budově. Nejmenuje nás budovou, ale stavitelem: Santiago Calatrava. Jeho stavby jsou známé po celém světě a jsou opravdu krásné na pohled. Jejich výběru tedy zcela rozumíme.

07 L'Hemisfèric ve Valencii, Španělsko

Děkujeme, že jste navštívili náš podcast! Těšíme se na další díl. Vy také? Poté si ji znovu přečtěte nebo poslechněte, když se v ní objeví: Digitální a inovativní věci ze stavebnictví!