Vědci se zaměřili na technologie, jaké naši předci používali, aby se inspirovali k výrobě odolnějšího betonu. Výzkum Massachusettského technologického institutu (MIT) analyzoval hrobku šlechtičny Caecilie Metelly z prvního století před naším letopočtem, jejíž kvalita předčila ostatní stavby své doby. Zdi dvacetimetrové rotundovité hrobky jsou postaveny z hrubých cihel nebo vulkanických hornin a spojeny maltou vyrobenou z vápna a sopečných sedimentů (tefra). Tato struktura byla již soudobým architektem Vitruviem popsána jako „nerozpadající se ani po dlouhém čase“ a zřejmě nelhal. Vědci našli recept na dlouhověkost starořímského betonu díky krystalické struktuře použitých látek.

Pevnost a soudržnost hrobky je dána tím, že se krystaly minerálu leucitu bohatého na draslík po letech dešťů a nasakování spodní vodou rozpustí ve vulkanických horninách a přeorganizují rozhraní s maltou. V dnešních stavbách by nadměrné množství draslíku vytvořilo gely, které se roztahují a způsobují mikropraskliny. „Ukazuje se, že mezifázové zóny ve starořímském betonu hrobky Caecilie Metelly se dlouhodobým přetvářením neustále vyvíjejí,“ vysvětluje docent stavebnictví na MIT Admir Masic, proč hrobka stále stojí. „Tyto procesy remodelace posilují mezifázové zóny a potenciálně přispívají ke zlepšení mechanických vlastností a odolnosti proti selhání starověkého materiálu,“ dodává.

Zdroj: MIT

Přeprava cihel ze Země na Mars by stála více než 29 milionů korun. Případní obyvatelé této planety proto podle výzkumníků musí stavět ze zdrojů dostupných přímo na místě. „Vědci usilovali o vývoj životaschopné technologie, která by produkovala materiál podobný betonu na povrchu Marsu. Nikdy dříve nás však nenapadlo, že odpověď se skrývá v nás samotných,“ uvedl jeden z autorů projektu zveřejněného v časopise Material Today Bio Aled Roberts.

Revoluční materiál s názvem AstroCrete je možné vytvořit z tělních tekutin astronautů a vesmírného prachu. Protein albumin nacházející se v krevní plazmě tvoří v kombinaci s močovinou, potem a prachem z Marsu stavební materiál pevnější než beton. Během dvouletého pobytu by tak posádka šesti astronautů vyprodukovala 500 kilogramů betonu. Každá mise by tímto způsobem mohla zajistit dostatek materiálu pro sebe i následující posádku.

Zdroj: University of Manchester

Beton je nejpoužívanějším matriálem ve stavebnictví. Produkuje ale velké množství skleníkových plynů, a je tak hrozbou pro naši planetu. Takzvaný enzymatický beton s tímto problémem bojuje pomocí enzymu, který vytváří červené krvinky. Enzym přimíchaný do cementu reaguje s oxidem uhličitým z ovzduší a tvoří krystaly uhličitanu vápenatého. Ten je svou strukturou i vlastnostmi velmi podobný betonu. V případě vzniku praskliny tak materiál začne automaticky produkovat krystaly a je schopný díru zacelit.

Do 24 hodin dokáže beton zacelit praskliny v řádech milimetrů. Pomocí metody lze navíc opravit i díry v klasickém betonu, a to aplikací vápníku a oxidu uhličitého do místa poškození. „Pokud se podaří miniaturní praskliny zacelit již v počátku, nevznikne z nich větší problém vyžadující opravy či výměnu. Jedná se o zásadní problematiku ve stavebním průmyslu,“ uvedl hlavní autor studie zveřejněné v časopise Applied Materials Today Nima Rahbar.

Ze všech surovin, které lidstvo vyprodukuje, je betonu nejvíce. Betonářství je největším materiálovým průmyslovým odvětvím na světě a má na svědomí sedm procent světových emisí oxidu uhličitého. Jedna z nejpoužívanějších složek betonu – cement – stojí dokonce za devíti procenty emisí. Inovátoři se proto snaží přijít s technologiemi, které by produkci skleníkových plynů při výrobě tohoto oblíbeného stavebního materiálu omezily. Světový výzkum se zaměřuje jak na jeho poměrně složitou recyklaci, tak na proces výroby.

Právě v této snaze uspěl tým vědců z Kalifornie vystupující pod názvem CarbonBuilt, který vedle snížení uhlíkové stopy o více než polovinu docílil i nižší ceny. Podařilo se to díky využití odpadových materiálů, jako jsou spaliny z elektráren nebo cementáren. Obejdou se bez nákladného čištění – rovnou se vstřikují k hašenému vápnu, které s oxidem uhličitým reaguje lépe než obyčejný cement a při tvrdnutí betonu jej absorbuje. Za jeden den tak vědci dokážou přeměnit na beton 135 kilogramů skleníkového plynu. Díky nové technologii klesne také spotřeba cementu, a to o 60 až 90 procent.

Inspirací k tomuto projektu byly mušle. „Jsou z uhličitanu vápenatého, který je přírodním cementačním činidlem,“ řekl vedoucí týmu a profesor stavitelství a materiálových věd Gurav Sant. „Opravdu nás motivoval způsob, jakým mušle drží pohromadě, a tak jsme se pustili do přeměny oxidu uhličitého na beton,“ objasňuje vědec motivaci týmu, který se vývoji nové technologie věnoval od roku 2014. Kvůli pandemii se závěrečné kolo soutěže posunulo o rok a zařízení kalifornských vědců běželo čtyři měsíce v kuse. Vyrobilo 150 metrů krychlových betonových bloků, z nichž některé byly věnovány kmeni Východních Šošonů na projekt výstavby domů v rezervaci Wind River.

O využití 3D tisku ve zdravotnictví nebo výrobě jste už asi slyšeli. S nápadem vytisknout celý dům patří ale firma SQ4D k průkopníkům. Ke stavbě využívá unikátní systém Autonomous Robotic Construction System (ARCS), který roboticky vrství beton a staví základy, vnější i vnitřní stěny i inženýrské sítě. To vše během několika hodin. K obsluze digitálně řízeného procesu stačí tři lidé, výrazně se tak sníží náklady na dělníky, čas strávený na stavbě i nebezpečí pracovních úrazů. Také ekologická stopa stavby domu je díky nové technologii minimální. Podle provozního ředitele společnosti SQ4D Kirka Andersena je nová metoda budoucností stavebnictví. Technologii jde podle něj využít také k řešení problému bezdomovectví nebo rychlé a šetrné náhradě škod po přírodních katastrofách.

Zájemci, kteří si chtějí první oficiálně schválený dům z 3D tiskárny prohlédnout nebo dokonce koupit, mají šanci. K dispozici je za 299 tisíc dolarů (přibližně 6,5 milionu korun), což je o zhruba 100 tisíc dolarů méně, než je průměrná katalogová cena domů v sousedství. Firma tak dokazuje, že využití tiskáren výrazně snižuje náklady na stavbu domu. Dům má přibližně 170 metrů čtverečních, disponuje 3 ložnicemi a 2 koupelnami. Společnost garantuje jeho kvalitu a odolnost, nový majitel získá na stavbu dokonce padesátiletou záruku.

Čeští betonáři našli způsob, jak beton recyklovat a opětovně použít k výstavbě nových budov. Při výrobě tohoto revolučního materiálu se betonová suť drtí na drobné kameny, které se následně spojují speciální nanosměsí. Recyklovaný beton se pak pyšní podobnými vlastnostmi, a to včetně oceňované pevnosti jako jeho původce.

Stavební suť z demolicí přitom tvoří více než polovinu tuzemského odpadu. Její recyklace by tak mohla výrazně ulevit životnímu prostředí, stejně jako přetíženým kamenolomům. Přítomnost nanomateriálu navíc znamená také úsporu množství cementu přimíchávaného do stavební hmoty, a tím i snížení uhlíkové stopy, kterou po sobě jeho výroba zanechává.

Recyklovaný beton dosud stavaři využívali zejména při stavbě základů, aby se s novým materiálem naučili pracovat. Nyní však v Praze-Libni z tohoto českého unikátu vzniká první dům. „Náš recyklovaný beton, který už znáte pod názvem Rebetong, bude poprvé využit i v rámci jednoho z našich rezidenčních projektů. Skanska Reality a konkrétně projekt Čertův vršek tak získají prvenství využitím tohoto materiálu na podkladní betony a nosné i nenosné příčky vyšších pater,“ uvedl výrobce materiálu na svých sociálních sítích.

Na video z výroby recyklovaného betonu se můžete podívat zde.

Ve výzvě SME Instrument uspěly dva české projekty. Prvních z nich je světlo propouštějící beton, který mohou stavaři a designéři využít v místnostech jako dělící příčku. Místnost pak může být plná světla. Jedná se o novou technologii, kterou si majitelé nechali patentovat. Druhý projekt vznikl pod firmou, která vyvíjí probiotika se zvláštním důrazem na onkologické pacienty. Ti se dle ředitele podniku Petra Ryšávky často setkávají se závažnými střevními potížemi. Jejich technologie může napomoci ochránit střevní sliznici, aby se u nich redukovala rizika otravy.

Oběma firmám pomohlo s přípravou projektů Jihomoravské inovační centrum. Program SME Instrument využívají firmy, které mají méně než 250 zaměstnanců a roční obrat pod 50 milionů eur. Z letos přihlášených 2 009 projektů uspělo u komise 12 procent z nich. Začít využívat finanční příspěvek a další nabídnutou pomoc mohou vybrané firmy již od letošního června.

Čtyři mladé ženy našly zalíbení v hmotě, která je většinou doménou mužů. V novém výzkumném centru, které si postavilo za téměř miliardu korun České vysoké učení technické, testují experti nejnovější stavební materiály. Betonářky, jak okolí ženám říká, vyvíjejí takové druhy betonu, aby byla hmota co nejpevnější a zároveň jí bylo co nejméně na stavbu potřeba.

„Baví nás udržitelná výstavba, hra s technologiemi, propojování stavařiny s ekologií. V Česku je kamene dostatek, takže betonárky vlastně nic nenutí s ním šetřit. Navíc je problém sehnat i kvalitní recyklované kamenivo,“ řekla pro Ihned Magdaléna Šefflová.  Z betonárek si expertky vždy odvezou nadrcenou směs a tu pak v laboratoři testují, míchají ji s vodou, cementem a pískem.

Výzkum, na kterém expertky pracují, má do budoucna velký potenciál. Například spolupracují s firmou Skanska, která jeden druh betonu již použila při stavbě dálnice R10 u Benátek nad Jizerou. „Vyrobily se z toho panely ztraceného bednění. Bylo to sice dražší, ale zase se při úpravách nemusela zavřít celá dálnice,“ vysvětlila pro Ihned Magda Novotná. Další využití již našel i ultrapevnostní beton, který se využívá při stavbách zatěžovaných konstrukcí, například mostů.

Momentálně se expertky zaměřují na textilní beton a jeho využití v obkladových panelech na fasády. Tento nový typ betonového obkladu mají výzkumnice v plánu si časem nechat patentovat. „To je něco, co mě na práci tady baví, že máme možnost dělat na věcech, které mají komerční přesah, že nás i motivují, abychom s takovými nápady chodily,“ uzavírá Novotná.

Zdroj: Ihned.cz