Materiały budowlane z recyklingu – nauka i technologie budowlane kroczą ramię w ramię wspólną drogą. Uczonych na całym świecie napędza chęć rozwiązania dwóch problemów jednocześnie: utylizacji odpadów przemysłowych oraz zapewnienia dostępu do tanich i ekologicznych materiałów budowlanych. W ostatnich latach poczyniono w tym kierunku pewne postępy. Rzeczywistością stał się na przykład kompozyt na bazie łuski ryżowej czy samoodnawialny cement. O tych i innych know-how przeczytasz w naszym materiale.
Zespół holenderskich uczonych już ładnych dziesięć lat temu wynalazł biocement, który jest w stanie samodzielnie się odnawiać. Zainspirowani procesem biomineralizacji, zachodzącym w świecie muszli i korali, uczeni postanowili wykorzystać do swojego eksperymentu mikroorganizmy, które „łatają” szczeliny w betonie. W tym celu połączyli tradycyjny cement ze szczepami bakterii Sporosarcina pasteurii i mleczanem wapnia. Kiedy w betonie pojawiają się pęknięcia, prędzej czy później przedostaje się do nich woda, „aktywując” bakterie, które żywią się mleczanem wapnia. Zużywając go, wytwarzają węglan wapnia, który wypełnia wszystkie szczeliny i pęknięcia.
Cement jest jednym z głównych winowajców globalnego wzrostu emisji dwutlenku węgla: jak wynika ze sprawozdania londyńskiego think tanku Chatham House, jego produkcja odpowiada za 8% światowej emisji CO2. Jednocześnie zapotrzebowanie na ten kluczowy materiał stale rośnie – trudno wyobrazić sobie bez niego budowę dróg, budynków i fundamentów. Biocement jest rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska, a jednocześnie opłacalnym ekonomicznie. Miejmy nadzieję, że nowy materiał zostanie wykorzystany na jak najszerszą skalę.
Drewniany styropian
Kolejny krok w kierunku ekologicznego budownictwa wykonali uczeni z Instytutu Badań Drewna im. Fraunhofera w Brunszwiku. Za wytworzenie styropianu na bazie drewna (wood foam) otrzymali nagrodę GreenTec w 2015 roku. Jak powstaje ten innowacyjny materiał? Drewno rozdrabnia się do konsystencji lepkiej masy, a następnie poddaje procesowi spieniania przy użyciu gazu. Twardnienie i zastyganie zachodzi pod wpływem substancji naturalnie występujących w drewnie. Finalnym produktem tych procesów jest ultralekki ekologiczny materiał, z którego można uformować zarówno grube twarde panele, jak i cienkie elastyczne warstwy. Gotowy styropian z drewna z łatwością można piłować na kawałki dowolnej wielkości.
Drewniany styropian zapewnia wysoki poziom izolacji termicznej. W porównaniu z płytą wiórową i wełną drzewną, styropian na bazie drewna wyróżnia się wysoką odpornością na działanie wilgoci i wytrzymałością mechaniczną. Choć zwykły styropian jest wciąż najpopularniejszym materiałem ze względu na niską cenę, a także szybkość i łatwość montażu, pozostaje również materiałem wysoce kłopotliwym ze względu na wysokie koszty jego utylizacji. W efekcie zużyty styropian trafia na wysypiska śmieci, co oczywiście negatywnie wpływa na środowisko.
ECOR - materiały budowlane z recyklingu
Kolejny innowacyjny materiał, opracowany przez amerykańską firmę Noble Environmental Technologies, przedstawia sobą płytę pilśniową wykonaną z włókien poddanych sprasowaniu w warunkach wysokiej temperatury. Nowy materiał to w pełni przetworzony bioprodukt na bazie celulozy. Za surowiec do jego produkcji mogą posłużyć trociny, stare kartony, gazety, słoma, łupiny kawy, kokosa czy owsa. Nowy ekologiczny materiał budowlany wyglądem przypomina tekturę falistą. Pod względem struktury i właściwości zbliżony jest do innych produktów ze swojej kategorii: płyty gipsowo-kartonowej, kompozytów czy płyt wiórowych. Nad tymi ostatnimi ma jednak tę przewagę, że jest o 75% lżejszy niż zwykłe panele. Tektura falista z odpadów celulozowych może być z powodzeniem wykorzystywana w budownictwie, a także meblarstwie, produkcji artykułów dekoracyjnych czy przedmiotów powszechnego użytku.
Kompozyt na bazie łuski ryżowej
Materiał kompozytowy Resysta to także odpowiedź na rosnące wymagania ekologiczne. Opracowany przez amerykańską firmę Resysta North America Inc. w ponad połowie składa się z łuski ryżowej, w 25% – z soli kuchennej, i w 18% – z oleju mineralnego. Jak zapewniają producenci, materiał kompozytowy Resysta jest odporny na działanie wilgoci, wody morskiej i ultrafioletu. Profile wykonane z nowego materiału przypominają „drewno egzotyczne” i nie wymagają specjalnej pielęgnacji. Mogą być poddawane dowolnej obróbce bez ryzyka wystąpienia pęknięć i rys. Kompozyt na bazie łuski ryżowej sprawdzi się nie tylko jako materiał elewacyjny, ale też do produkcji mebli ulicznych i ogrodowych, pokładów jachtowych, czy niecek basenowych – Resysta jest odporna na wodę, pleśń i grzyby.
Innowacyjność i ekologiczność materiału polega na rezygnacji z celulozy, na której bazują zwykle producenci profili kompozytowych. Nie licząc gorszych właściwości fizyko-chemicznych produktów na bazie celulozy, głównym surowcem do jej produkcji jest drewno, którego – jak wiadomo – dostarczają lasy: zielone płuca naszej planety, które kurczą się w zastraszającym tempie.
Rewolucja ceramiczna - materiały budowlane z recyklingu
W produkcji ceramiki także dokonał się przełom. Hiszpańska firma Flexbrick wypuściła na rynek elastyczny materiał budowlany – bloki z palonej gliny splecione ze sobą drutem. Innowacyjny materiał budowlany otwiera nieograniczone możliwości przed designerami i architektami – elastyczne arkusze z włókna ceramicznego nadają się do tworzenia konstrukcji o różnych krzywiznach. Zmieniając tylko jeden parametr – grubość ceramicznych bloków – Flexbrick może być wykorzystywany do krycia dachów, podłóg, ścian, elewacji, a także do umacniania nawierzchni, skarp, nasypów czy elementów ulicznej architektury.
Inny innowacyjny materiał ceramiczny potrafi kumulować ciepło i oddawać je pod wpływem niewielkiego nacisku. Uczeni z Uniwersytetu Tokijskiego donoszą, że wynaleziona przez nich termoczuła ceramika potrafi magazynować energię cieplną, wykorzystywać prąd elektryczny, a także energię generowaną przez praktycznie dowolne urządzenie z ruchomymi elementami.
Jak widać, dążenie uczonych do zrównoważonego budownictwa napędza innowacje w zakresie materiałów i designu, torując nowe drogi ku ekologicznej przyszłości.
Autorem tekstu jest Justyna Jarmułowicz
Źródła:
https://flexbrick.net/flexbrick-concept/
https://www.croswood.pl/nasz-kompozyt/
https://intengine.com/directory/profile/13814-noble-environmental-technologies-ecor
https://www.materials.fraunhofer.de/en/business-areas/Construction_and_Living/wood_foam.html
https://forneyvault.com/biocement-and-the-future-of-concrete-in-construction/
