Beton przyjazny dla klimatu - przyszłość budownictwa

Zmiany klimatyczne stały się faktem a środki mające na celu spowolnienie tego procesu są bezdyskusyjne: przede wszystkim należy skoncentrować się na redukcji emisji dwutlenku węgla.  W tym kontekście oczekiwania wobec przemysłu są bardzo wysokie. W ostatnich latach wiele wydarzyło się w sektorze budowlanym pod hasłem "zrównoważonego budownictwa" - a to dopiero początek. Dzisiejsze budownictwo w głównej mierze opiera się na betonie, którego głównym składnikiem jest cement. W zależności od źródła danych, globalna produkcja cementu odpowiada za 5-8% światowej emisji dwutlenku węgla. Na każdą tonę cementu przypada obecnie około jednej tony tego gazu cieplarnianego. Ten bilans CO2 wynika z nieuniknionego technologicznie odkwaszania wapienia, wypalania klinkieru cementowego oraz energii elektrycznej wykorzystywanej w procesie mielenia.

Świat bez betonu? - Trudno w to uwierzyć. 

Wizja współczesnego świata bez betonu jest raczej niewyobrażalna, ponieważ wciąż jest zapotrzebowanie na budynki i infrastrukturę, a konstrukcje betonowe mają ten niezaprzeczalny atut - są trwałe. Beton jako materiał budowlany ma wiele zalet: jest plastyczny, stabilny konstrukcyjnie i ekonomiczny, więc tak naprawdę nie ma dla niego alternatywy jako budulca powszechnego użytku. Dlatego też na całym świecie podejmowane są intensywne działania mające na celu redukcję śladu węglowego betonu.  Odbywa się to poprzez zastosowanie paliw wtórnych do pieca obrotowego oraz zmniejszenie udziału klinkieru w cemencie, na przykład poprzez zastosowanie żużla wielkopiecowego i mączki wapiennej. Należy jednak mieć na uwadze, iż tego typu rozwiązania niosą ze sobą nowe wyzwania.

Beton neutralny dla klimatu

Firma Holcim stworzyła mieszankę betonową, która jako materiał budowlany ma znacznie mniejszy ślad węglowy. Pod koniec kwietnia firma Holcim Beton oraz Betonwaren GmbH dostarczyła swój pierwszy beton przyjazny środowisku w postaci produktu Holcim EcoPact Zero, w którym zastosowanie znalazły domieszki do betonu MC. Holcim EcoPact nadaje się do wszystkich elementów konstrukcyjnych w budownictwie, od fundamentów poprzez ścian zewnętrzne i wewnętrzne po schody, dachy i stropy. Na potrzeby budowy nowego centrum ochrony przyrody Rheinauen NABU w Bingen (Nadrenia-Palatynat) betonowozy firmy Holcim dostarczyły na plac budowy, usytuowany bezpośrednio nad Renem około 280 m³ takiej mieszanki. Dzięki zoptymalizowanemu składowi ślad węglowy  Holcim EcoPact został znacznie zredukowany.

Recykling w produkcji betonu

Ochrona środowiska i klimatu odgrywa coraz większą rolę nie tylko w firmie Holcim. W prawie wszystkich wytwórniach betonu towarowego i prefabrykatów betonowych w Niemczech odzyskuje się, przetwarza i ponownie wykorzystuje odpady betonowe i wodę z produkcji betonu. Również ustawodawcy domagają się stosowania kruszyw z recyklingu, przyczyniając się do rozwoju trendu, który w nadchodzących dziesięcioleciach będzie się niewątpliwie umacniał. Dzieje się tak dlatego, że dostępność surowców pierwotnych, takich jak żwir i piasek, jest ograniczona, a ilość popiołów lotnych w Niemczech również stale maleje wraz z wygaszaniem energetyki węglowej. Dlatego przemysł betonu wciąż  poszukuje alternatywnych surowców do produkcji betonu. Zatem superplastyfikatory, które będą kompatybilne z tymi surowcami będą cieszyły się coraz większą popularnością.

MC-PowerFlow evo - odpowiedź na wyzwania w technologii betonu 

Aby sprostać tym wymaganiom firma MC-Bauchemie wprowadziła na rynek MC-PowerFlow evo - nową generację superplastyfikatorów. Są to syntetyczne superplastyfikatory oparte na sukcesywnym rozwoju sprawdzonej technologii polimerów PCE, produkowane we własnym zakresie według opatentowanej receptury. Te wysokowydajne superplastyfikatory doskonale nadają się do produkcji betonu towarowego i prefabrykatów, betonów o dużej ciekłości i samozagęszczalności a ponadto są kompatybilne z cementami zoptymalizowanymi pod względem zawartości klinkieru. Ich główne zadanie polega na upłynnieniu mieszanki, co przekłada się na przyśpieszoną i ekonomiczną produkcję betonu. Z uwagi, że można je łączyć z alternatywnymi surowcami, takimi jak spoiwa zoptymalizowane pod względem zawartości klinkieru, materiały z recyklingu i woda lub surowce o niższej jakości, przyczyniają się one również do ochrony środowiska i klimatu.

Beton bez cementu na bazie geopolimerów

Geopolimery są realną alternatywą dla cementu. Zawierają one żużel wielkopiecowy, popiół lotny i inne utajone substancje hydrauliczne i pucolanowe, które pełnią rolę środków wiążących. Podobnie jak tradycyjny beton, polimerobeton zawiera również kruszywo. Spoiwo jest aktywowane przez określone dodatki. Dotychczas nie było możliwe wbudowywanie takich betonów w dużych ilościach ze względu na krótki czas reakcji. Wraz z firmą WAGNERS z Australii, MC-Bauchemie opracowała domieszki do betonu, które zapewniają zachowanie wymaganej urabialności - co stanowi prawdziwy kamień milowy w technologii betonu!

Beton przyjazny dla środowiska - potwierdzona skuteczność 

"Earth Friendly Concrete" (EFC) został z powodzeniem zastosowany przy budowie lotniska Brisbane West Wellenkamp w Australii (BWWA). Beton polimerowy to owoc dziesięciu lat prac badawczych.  W ciągu ostatnich czterech lat tego procesu firma WAGNERS ściśle współpracowała z MC-Bauchemie nad koncepcją superplastyfikatorów, które nadałyby odpowiednie właściwości mieszance i umożliwiłyby efektywne wbudowanie betonu EFC.   Z uwagi, że konwencjonalne domieszki do betonu zupełnie się tu nie sprawdzają, konieczne było opracowanie zupełnie nowej technologii domieszek. Beton geopolimerowy oferuje szereg istotnych zalet technicznych: Jest całkowicie odporny na siarczany i w dużym stopniu odporny na kwasy, ponadto wykazuje minimalny skurcz i niską rozszerzalność cieplną. W wyniku oddziaływania siarczanów na polimerobeton następuje jego wzmocnienie, co przekłada się na większą odporność tego betonu. W związku z tym stanowi on idealne rozwiązanie dla konstrukcji narażonych na agresywne działanie chemikaliów, jak np.: oczyszczalnie ścieków lub zakłady chemiczne, również w projektach infrastrukturalnych. Po przeprowadzeniu licznych prób, potwierdzających skuteczność i trwałość, EFC został wykorzystany do budowy dróg kołowania, węzłów zwrotnych i płyt hangarowych lotniska BWWA na powierzchni ponad 50 000 m². Beton został wyprodukowany w mobilnym węźle w pobliżu placu budowy i wbudowany przy użyciu konwencjonalnej maszyny do układania betonu. Konstrukcja nawierzchni jest imponująca zarówno pod względem technicznym, jak i w kontekście ochrony środowiska, ponieważ zastosowanie EFC pozwoliło zredukować emisję CO₂  o 6 600 ton. Przy tworzeniu tego innowacyjnego materiału dużą rolę odegrała wiedza specjalistów MC oraz technologia naszych domieszek do betonu.

Pierwsza na świecie bezcemntowa zaprawa pierścieniowa do budowy tuneli 

Unikalna technologia oparta na geopolimerach, opatentowana w Niemczech, wspólnie przez MC i PORR GmbH, została zastosowana w spektakularnym projekcie Stuttgart 21. Konsorcjum ATCOST21, odpowiedzialne za budowę tunelu w ramach tego projektu, zwróciło się do MC i wspólnie opracowaliśmy specjalny geopolimer do stosowania w formacjach skalnych zawierających anhydryt - zaprawę pierścieniową MC-Montan Grout AA 03. Jej głównym atutem jest to, że łączy zalety zaprawy jednokomponentowej z zaletami zaprawy dwukomponentowej a wszystko dzięki zastosowaniu specjalnego aktywatora. Ponadto zaprawa zawiera kompleks fosforanów, które wpływają na równowagę roztworu anhydrytu w taki sposób, że hamują jego pęcznienie. W ten sposób zapewnia optymalną otuliną dla rur tunelowych połączona z wysoką odpornością na siarczany.

"Świetlana przyszłość" dla geopolimerów

Geopolimery oferują wiele zalet i już dziś znajdują zastosowanie w różnych obszarach. Są bardziej odporne na wysokie temperatury niż konwencjonalny beton, w którym związana woda podczas pożaru wywołuje ciśnienie pary wodnej, w wyniku czego beton pęka i odpryskuje. Geopolimery są bardziej odporne na chemikalia, ponieważ nie zawierają wapna, które ulega rozpuszczeniu w wyniku kontaktu z kwasami i innymi agresywnymi substancjami. Już po jednym dniu geopolimery osiągają wytrzymałość na ściskanie zbliżoną do betonu wysokowytrzymałego. Ponadto można je szybko rozszalować, dlatego nadają się do masowej produkcji elementów prefabrykowanych. Szczególnie polecane są również do konstrukcji żelbetowych, narażonych na agresywne działanie kwasów lub siarczanów, jak np. oczyszczalnie ścieków, rury kanalizacyjne lub elementy mające styczność z wodą gruntową, zawierającą siarczany. Dzięki wykorzystaniu surowców wtórnych, takich jak żużel wielkopiecowy lub popiół lotny nie stanowią tak dużego obciążenia dla środowiska.