Zelený betón znižuje emisie, oproti obyčajnému betónu je odolnejší a ekologickejší.
Betónové drenážne rúry. Zdroj: iStockphoto.com
Betón je jeden z najpoužívanejších základných stavebných materiálov a možno povedať, že v súčasnosti už neexistuje stavba, pri ktorej by ho nepoužili. Dôvodom je najmä jeho pevnosť a trvanlivosť.
Hlavnou súčasťou betónu je cement, ktorého výroba si vyžaduje pálenie nerastných surovín pri vysokej teplote. Tento proces uvoľňuje do atmosféry veľké množstvo oxidu uhličitého (CO2), preto sa pozornosť vedcov sústreďuje na vývoj a výrobu takzvaného zeleného betónu. Ide o betón, pri výrobe ktorého by sa nielen znížila tvorba emisií, ale bol by schopný aj spätne absorbovať oxid uhličitý.
V roku 2020 sa vyrobili na svete štyri miliardy ton cementu a viac ako dvadsať miliárd ton betónu. V prepočte sú to tri litre denne na každého obyvateľa planéty. Po vode sa tak stal druhou najviac spotrebovanou komoditou na svete.
Podľa údajov Slovenskej asociácie výrobcov transportbetónu sa u nás v roku 2020 vyrobili tri milióny kubických metrov betónu. Na každého obyvateľa krajiny to vychádza 1,5 litra denne. Používa sa predovšetkým na pozemné stavby, ako sú tunely, mosty a cesty.
„Priemyselné stavby sú všade potrebné. Bez betónu si nevieme predstaviť ekonomický život. Musíme sa nejakým spôsobom pozerať na betón ako na spotrebný materiál, ktorý je nenahraditeľný v našom živote,“ hovorí profesor Martin T. Palou, ktorý je vedúcim oddelenia hmôt a materiálov a zástupcom riaditeľa Ústavu stavebníctva a architektúry Slovenskej akadémie vied. Ako vedeckovýskumný a pedagogický pracovník má dlhoročné skúsenosti v oblasti vývoja a aplikácií stavebných materiálov. Zaoberá sa vývojom nízkoenergetických cementov, špeciálnych anorganických spojív ako aj biokeramiky pre medicínske aplikácie.
Niektoré stavby z betónu sú unikátne
Mnohozložkové cementy, ktoré sa vyvíjajú na Slovensku, sa využívajú najmä v oblasti vývoja ťažkých betónov. Tie dokážu absorbovať jadrové žiarenie. Vysokohodnotné betóny sa používajú na stavbu mrakodrapov. Betónové zmesi sa aplikujú v geotermálnych vrtoch, kde sú náročné tepelné a tlakové podmienky.
Z betónu je postavená aj najvyššia budova sveta. Je ňou dubajský mrakodrap Burdž chalífa, ktorý sa nachádza v Spojených arabských emirátoch a spolu s anténou má výšku 830 metrov. Spotrebovali naň 330-tisíc kubických metrov vysokokvalitného betónu. Výstavba trvala roky, pre vysoké denné teploty museli stavať iba v noci.
V Číne je najväčšia betónová priehrada, zvaná Tri rokliny. Ide o najťažšiu betónovú stavbu sveta. Postavili ju pomocou zmesového cementu, do ktorého pridali popolček. Takýto betón má dlhodobú trvanlivosť. Na veľké stavby nie je dobré používať čistý betón, pretože v ňom vzniká teplotné napätie, čo spôsobuje trhliny.
V poľnohospodárstve sa používajú špeciálne betóny, ktoré nesmú byť priepustné, aby sa neznehodnotila podzemná voda. Zo špeciálneho betónu sa stavajú napríklad aj konštrukcie čističiek odpadových vôd.
Materiál sa používa i v umeleckej oblasti. Príkladom je socha Krista Vykupiteľa v Brazílii, ktorej železobetónová konštrukcia je vysoká tridsať metrov a roztiahnuté ruky majú šírku 28 metrov. Kostoly sú postavené tiež z betónu.
Mrakodrap Burdž chalífa v Dubaji. Zdroj: iStockphoto.com
Výroba a výhody betónu
Betón sa vyrába z prírodných surovín (cementu, kameniva, vody, prísad či prímesí), ktoré sú dostupné za relatívne nízke ceny. Po spracovaní je tekutý, dá sa tvarovať tým, že sa nalieva do debnenia. Po zatuhnutí dostáva žiadanú formu a možno z neho vytvoriť nielen architektúru, ale aj umelecké dizajny.
Vyrába sa vo viacerých pevnostných triedach a jeho pevnosť dlhodobo rastie, napríklad po siedmich dňoch je pevnejší ako po dvoch, po mesiaci je pevnejší ako po týždni. Prísady sa optimalizujú podľa potreby. O ich použití rozhoduje architekt, projektant a statik. Z vedeckého hľadiska treba veľmi dobre študovať a optimalizovať vlastnosti týkajúce sa deformácie v závislosti od času.
Je mrazuvzdorný, nerozpustný vo vode a odolný proti vysokým teplotám. Má nulový náklad na údržbu. Ide o konštrukčný materiál, ktorý má mechanickú pevnosť a trvanlivosť, preto je najlepším kandidátom na výstavbu jadrových elektrární. Chráni tiež proti jadrovému odpadu.
Ekonomické výhody spočívajú v tom, že je lacnejší oproti iným materiálom a aj energia pri jeho výrobe je nižšia ako pri výrobe napríklad železa či polymérov. Taktiež je odolný proti teplu či vode, môže sa nanášať ručne, liať, striekať aj vstrekovať. Chráni železo proti korózii, keďže je v ňom hydroxid vápenatý.
Betón je recyklovateľný
Dnes je trend zužitkovať na ďalšie použitie čo najviac odpadov, ktoré sa v obehovej ekonomike nazývajú surovinou. Starý betón sa môže po demolácii rozdrviť a na 95 percent použiť znova. Prachová časť sa môžu použiť na výrobu nového cementu alebo na stabilizáciu pôd.
Zelený betón znižuje emisie, v porovnaní s obyčajným betónom je odolnejší a ekologickejší. K jeho vytvoreniu pomáha betónová zmes obohatená o odpadové suroviny, ktoré vznikajú ako medziprodukty pri výrobe biopalív. Výsledný materiál je silnejší, pričom pomáha s recykláciou surovín, ktoré by inak skončili na skládkach.
Priemyselná výroba zeleného betónu môže prispieť k procesu dekarbonizácie a dosiahnutiu uhlíkovej neutrality do roku 2050. Emisie by sa mali znížiť na úroveň roku 1990.
„Na dosiahnutie tohto cieľa musí každý vo svojom rezorte urobiť maximum. V stavebnom priemysle sa snažíme najviac, ba možno povedať, že sme aj lídrom. Naša vízia spočíva v tom, že oproti roku 1990 budeme mať v roku 2030 o 30 až 40 percent emisií menej a v roku 2050 budeme mať nulové, teda vyrovnané emisie. To neznamená, že ich nebudeme produkovať, to budeme stále, ale budeme ich, naopak, využívať. V tom je ten rozdiel,“ pripomína Palou.
Oxid uhličitý vedia využiť pri výrobe betónu alebo iných materiálov, napríklad nanovlákien, vedia ho tiež zachytávať a uložiť do geologického prostredia.
Vývoj novej technológie zachytávania CO2 je novou výzvou pre celý svet. Práve cementárenský priemysel má v tom výhodu. Súčasné stavby, pokiaľ nemajú izolovaný povrch, absorbujú plyn z prírody. Recyklovaný betón, na výrobu ktorého sa použijú alternatívne suroviny, už plyn neobsahuje.
