A jövő 5 innovatív építőanyaga

Az innovatív építőanyagok nagyban hozzájárulhatnak az erőforrás-hatékonysághoz. A következőkben bemutatunk néhány kiválasztott példát a kutatási és építési gyakorlatból, amelyek nagy jövőbeli potenciállal rendelkeznek.

Innovatív padlólemezek, súlycsökkentéssel 70 százalékkal

Az ETH Zürich Építészeti Osztályának kutatói olyan beton padlóelemeket fejlesztettek ki, amelyek nem igényelnek acél megerősítést és 70 százalékkal könnyebbek, mint a hagyományos beton padlók. A súlycsökkentés titka az íves és geometriai formájú panelekben rejlik, amelyek a katedrális boltozatok régi építési technikáin alapulnak.

A padlóelemek teherbíró lemeze mindössze két centiméter vastag, és alakjának köszönhetően nem igényel megerősítő acélt. Az elemek gyártásának költségeinek csökkentése érdekében a szokásos öntőformák helyett 3D nyomtatást alkalmaztak. Az elemek azonban nem betonból készültek, hanem speciális kötőanyaggal kombinált homokból. Philippe Block az ETH Zürichtől a következőképpen magyarázza az innovatív rendszert:

- Ez csak homok, amelyet egy egyszerű kötőanyag tart össze. Az anyag nagyon puha, ezt a kis darabot kézzel könnyen le lehet törni. De ha úgy alakítja, hogy elnyeli az erőket - amelyeket egy saját fejlesztésű algoritmus révén fedeztünk fel - akkor ezen a puha anyagon járhat. És biztonságos szerkezete van, amely 70 százalékkal könnyebb, mint a hagyományos mennyezetek. "

Az új padlólemezeket most a NEST kutatóépület tetején tesztelik, ahol kétszintes, könnyű vendég penthouse-t kell építeni. Ehhez 5 x 5 méteres padlóelemeket modulárisan előre gyártanak, majd a helyszínen felszerelnek. A betonbordák közötti üregekbe szellőző-, hűtő- és fűtőkábeleket lehet fektetni, ami helyet is takarít meg.

A Phillippe Block előadásában erről részletes információkat talál:

Láthatatlan akusztikus bevonat kerek felületekhez

Számos akusztikai megoldás teljesíti célját, de gyakran nem felel meg az építészet esztétikai követelményeinek. A rendkívül innovatív és fenntarthatóan előállított BASWA rendszer diszkrét és láthatatlan akusztikai megoldással oldja meg ezt a problémát. Az innovatív építőanyag teljesen sima mennyezetet hoz létre, amely akusztikailag nagyon aktív és kiszűri az esetleges visszhangokat. Még a kerek vagy ívelt felületek is problémamentesen bevonhatók hangelnyelő funkcióval. A hagyományos megoldásokhoz képest a rendszer további jelentős előnyt kínál, mivel kombinálható hűtő mennyezettel.

Fotó: Trockenbau Weissmann GmbH, projekt: Bellis Bár Koppenhágában

Szénbeton: nagy teherbírás, könnyű és fenntartható

Az új kompozit anyagú szénbeton (textilbeton) potenciálisan forradalmasíthatja az egész építészetet. A nagy teljesítményű anyag beton és szénszálak kombinációja. Nagyobb szilárdsággal, tartóssággal és könnyedséggel rendelkezik, mint a hagyományos beton. Az anyag legkiemelkedőbb előnyei:

A szén nem rozsdásodik. A vasbetonnal ellentétben nincs szükség vastag betonrétegre a szén megvédésére. Jelentősen csökkenthető a vasbeton gyártásával járó homokfogyasztás és a CO2-kibocsátás.
Az építőanyag bármilyen olyan anyagból készülhet, amely szenet tartalmaz. Például a kutatók jelenleg lignint használnak, amely hulladéktermék, amelyet a fatermelés során állítanak elő.
A szénnel szembeni teherbírás ötször-hatszor nagyobb, mint a vasbeton esetében.
A karbon változat négyszer könnyebb, élettartama pedig lényegesen hosszabb.

Úgy tűnik, hogy a szénbeton költsége nagyon magas, körülbelül húsz euró, szemben a vason beton kilogrammonként egy euróval. Ha azonban beleszámítunk a körülbelül 75 százalékos anyagmegtakarításba, valamint az anyag tartósságába, szilárdságába és korrózióállóságába, a költségek ellensúlyozzák egymást.

Az első szénházat a drezdai műszaki egyetem campusán kell felépíteni 2019-ben. A TU által vezetett „C³ - Carbon Concrete Composite” konzorcium becslése szerint a kétszintes referencia ingatlan építési költsége körülbelül 5 millió euró.

"A C-Cube-nak szemléltetnie kell a szénbeton tulajdonságait, és kiváló példának kell lennie a filigrán, könnyű és vékony konstrukcióval" - hangsúlyozza Manfred Curbach, a C³ igazgatótanácsának elnöke, a Drezdai TU Szilárd Építési Intézetének vezetője.

A gyártási folyamatról itt olvashat bővebben:

Tartó fa beton lakó- és irodaházakhoz

A svájci "Resource Wood" kutatási program (NRP 66) kutatói a közelmúltban újabb újítást mutattak be a betongyártás területén az új, stabil építőanyag "fa beton" alkalmazásával. A kavics- és homoktartalmat finomra őrölt fa váltja fel, vagyis apró kövek helyett fűrészport kevernek a cementbe. Egyes keverékekben az építőanyag térfogataránya meghaladja a 50 százalékot a fától. Ez lényegesen könnyebb, mint a hagyományos beton.

Nyolc méter hosszú fa és fa-cement kompozit panelt tesztelnek a freiburgi Műszaki és Építészeti Egyetemen. Noha az ugyanolyan rugalmas, normál betonlapnak csak a harmada van, ez az új típusú kompozit anyag elvileg használható lakó- és irodaházakban.

Fotó: Daia Zwicky, Építési és Környezetvédelmi Technológiai Intézet iTEC, HES-SO Műszaki és Építészeti Egyetem Fribourg

"Súlyuk nem haladja meg a fele a normál beton súlyát - a legkönnyebb még úszik is. Néhány év valószínűleg eltelik az első olyan épületek előtt, amelyekben a fa könnyűbeton szó szerint nagy szerepet játszik. A nagy léptékű gyakorlati alkalmazás ismeretei még mindig meg vannak túl alacsony "- magyarázza Daia Zwicky, a Fribourgi Műszaki és Építészeti Egyetem Épület- és Környezettechnológiai Intézetének vezetője.

Az első 1: 1 méretarányú terhelési tesztek azt mutatták, hogy az innovatív fa beton mennyezet- és falelemekben is használható, és teherhordó funkciót tölthet be az építkezés során. A kutatók jelenleg azt tesztelik, hogy mely keverékek melyik alkalmazáshoz a legalkalmasabbak. A csapat a hatékony gyártási folyamatokon is dolgozik.

Szuper anyag: ultrakönnyű és tízszer keményebb, mint az acél

Az innovatív építőanyagot a Massachusettsi Műszaki Intézet (MIT) tudósai fejlesztették ki. Az anyag könnyebb, mint a műanyag, és méhsejt szénatomokból áll.

„Új szuper anyagunk grafénpelyhekből áll, amelyeket összenyomva és összenyomva egy nagy hálót alkotnak, amelyet pókhálók borítanak. Az anyag bolyhos szerkezetű, kissé hasonlít egy pszichedelikus tengeri lényre. A korallszerű szerkezet szinte teljesen üreges és sűrűsége csak a hagyományos grafikonok öt százaléka. ”- magyarázza Markus J. Buehler, az MIT felelős projektmenedzsere. .

A jövőben a csúcstechnológiájú anyag például hidakat hozhat létre, amelyek ultrakemények, könnyűek és rendkívül hőállóak.

Következtetés: a jövő innovatív építőanyagai

Az építőiparnak innovatív építőanyagokra és fenntartható megoldásokra van szüksége ahhoz, hogy megbirkózzon a 21. század összetett ökológiai és gazdasági követelményeivel. A nagy teljesítményű és tartós építőanyagok, amelyek takarékoskodnak az erőforrásokkal, ugyanakkor növelik a termelékenységet, A csúcstechnológiájú építőanyagok és az intelligens építőanyagok mellett ide tartoznak az innovatív homlokzati anyagok és az új típusú építési technikák, például a házak 3D nyomtatása .