Światowy boom budowlany sprawia, że ważny surowiec jest coraz rzadszy i coraz bardziej drogi: piasek. Całe megamiasta są dosłownie budowane na piasku, niezależnie od tego, czy jest on wrzucany do morza i tworzone są sztuczne wyspy, czy też budowane są ogromne projekty budowlane, takie jak budynki, drogi i mosty, które są wykonane z betonu, a zatem do dwóch trzecich piasku. Piasek jest jednym z najpowszechniej stosowanych surowców stałych na świecie - i jest ograniczony. Co robić?
Światowy boom budowlany zwiększa popyt na piasek
Boom budowlany potroił popyt na piasek i żwir w ciągu ostatnich 20 lat. UNEP, program ochrony środowiska ONZ, ostrzega przed gwałtownym popytem: zużywa się dwa razy więcej piasku, niż powstaje nowy. Oprócz bardzo wysokiej emisji CO2 przy produkcji cementu, nieuregulowana degradacja zagraża również środowisku. Na przykład w Maroku można dziś znaleźć wiele wybrzeży bez piasku - został on po prostu skradziony. Zwiększa się ryzyko powodzi.
|
Zbrodniczy rabunek piasku na wielką skalę Ponieważ dwie trzecie betonu składa się z piasku, a popyt stale rośnie, piasek staje |
Tylko pięć procent światowego piasku nadaje się do betonu. To zdecydowanie za mało, ponieważ zapotrzebowanie wynosi obecnie prawie niewyobrażalne 50 miliardów ton rocznie - co odpowiada ściance z piasku o wymiarach 30 na 30 metrów na całym świecie.
Setki milionów ton piasku i żwiru połknęło sztuczne wyspy w pobliżu Dubaju. Ich własne zapasy są już w wieżowcach. Więc materiał został sprowadzony z daleka.
Czy piasek pustyni może rozwiązać problem boomu budowlanego?
Około jednej piątej powierzchni ziemi składa się z piasku - pustyń. Można by przypuszczać, że mimo boomu budowlanego powinno tu być wystarczająco dużo wolnych miejsc. Ale ten piasek nie nadaje się do budowy. Ziarna piasku pustyni są zbyt drobne, zbyt okrągłe i oszlifowane przez wiatr tak gładko, że nie sklejają się dobrze. Beton wykonany z tego surowca wkrótce się rozpadnie. Czy może nadal można używać piasku pustyni?
Beton z piasku pustynnego: niemiecka firma MultiCON opracowuje nową technologię
Firma MultiCON z Monachium ogłosiła w 2019 r., Że udało jej się to nawet zrobić na skalę przemysłową przy pomocy nowych technologii. W tym celu pustynia lub drobne piaski są jeszcze drobniejsze, mielone na mąkę piaskową i mieszane ze spoiwami i dodatkami. Z masy można granulować pelety, które można przerabiać jako kruszywo do betonu z mniejszą ilością wody i cementu (do 40 procent) niż zwykle. Oszczędność wody i cementu skutkuje 30-procentową redukcją CO2. MultiCON to nie tylko piasek w krajach pustynnych (gdzie instalowane są pierwsze systemy), mówi Leopold Halser, współzałożyciel i dyrektor zarządzający, ale także ogólnie mówiąc o wykorzystaniu ogromnych ilości wcześniej niewykorzystywanego drobnego piasku w Europie po cenach rynkowych na wielkie potrzeby boomu budowlanego blisko.
Z powodu obecnego boomu budowlanego, 80% światowego zapotrzebowania na piasek trafia do branży budowlanej. „Wymaganych ilości odpowiedniego piasku nie da się pozyskać z istniejącego potencjału, a przy rocznym zapotrzebowaniu rosnącym o 7,5 proc. Będzie to niemożliwe w przyszłości” - ostrzega dyrektor zarządzający MultiCON. Rosnąca presja na ten niezwykle ważny zasób wstrząsnęła również ONZ. ONZ skontaktowało się niedawno z MultiCON - obecnie opracowuje wspólny projekt wykorzystania w przyszłości nieprzetworzonych wcześniej drobnych piasków, mówi Leopold Halser.
Piasek pustynny jako materiał budowlany: niemiecka firma PolyCare opracowuje polimerobeton
Innej niemieckiej firmie PolyCare Research Technology z Turyngii udało się również uczynić piasek pustynny, który można wykorzystać jako materiał budowlany. PolyCare wykorzystuje (częściowo poddane recyklingowi) żywice poliestrowe do wiązania piasku pustynnego. Materiał nazywa się betonem polimerowym. Można go nawet produkować z surowców mało przydatnych w przypadku betonu związanego cementem: gruzu. Mądry recykling, bo w Europie co roku trafiają dwie tony odpadów z branży budowlanej. „Jest jeszcze duży potencjał”, podkreśla szef operacji PolyCares, Andreas Kunsmann. „Dopiero zaczynamy od tego, ale naszym celem jest wykorzystanie większej ilości starego materiału w całej Europie, aby dodać go do naszego polimerobetonu”. Kiedy gruz ponownie staje się wartościowym materiałem budowlanym, PolyCare nazywa to po prostu „upcyklingiem”.
Piasek pustynny był punktem wyjścia dla produktu PolyCare MAS (system konstrukcji modułowej). Klocki nabijane ćwiekami, które PolyCare wylewa z polimerobetonu, wyglądają jak klocki Lego, tylko o wiele większe. Idealnie pasują do ponadgabarytowego wysięgnika konstrukcyjnego. Elementy MAS opracowane przez założycieli PolyCare Gunthera Plötnera i Gerharda Dusta można łatwo złożyć i skręcić. Nawet niewykwalifikowani pracownicy na skraju pustyni Namibii, którzy tam produkują polimerobeton, wlewają go do formy na elementy i lokalnie blokują szybko stwardniałe kamienie. Rząd Namibii chce współpracować z PolyCare przy budowie 40 000 małych domów dla osób o niskich dochodach do 2030 roku: zrównoważonych, modułowych, niedrogich.
Firma PolyCare zbudowała kościół w Namibii z elementów MAS (system konstrukcji modułowej), które zawierają piasek pustynny. W planach są domy dla około 80 robotników rolnych, pracowników hoteli, leśników i ich rodzin.
Szczególną cechą betonu polimerowego jest jego stabilność: według PolyCare jest ona większa niż w przypadku zwykłego betonu. Dlatego grubości ścian mogą być bardzo małe: z jednego metra sześciennego materiału można wykonać 20 metrów kwadratowych ściany, podczas gdy w przypadku betonu jest to zaledwie 4 do 5 metrów kwadratowych. Ponieważ nie jest wymagana woda ani cement, podczas produkcji wytwarza się około 60 procent mniej CO2. Mocny argument za tym materiałem budowlanym i systemem kamieniarskim, które w Niemczech są jeszcze w trakcie zatwierdzania. Wobec boomu budowlanego nastąpił jednak bardzo pozytywny rozwój.
Boom budowlany i piasek jako ograniczone zasoby: co mówi ekspert?
Profesor Dirk Hebel z KIT Karlsruhe prowadzi badania nad budownictwem okrągłym i materiałami uprawnymi.
Ogólnie rzecz biorąc, popyt na piasek można zmniejszyć poprzez recykling, wymianę materiału lub produkcję nowych rodzajów materiałów, mówi Dirk Hebel. Jest architektem i profesorem zrównoważonego budownictwa w Instytucie Technologii w Karlsruhe (KIT) i jednym z najwybitniejszych badaczy w dziedzinie piasku. Lever zachęca branżę budowlaną do dalszych działań. Zdaniem naukowca wysoki udział ich w globalnej emisji gazów cieplarnianych - około 40 procent według ONZ i UE - wymaga ponownego przemyślenia. Lever apeluje również do producentów materiałów budowlanych o recykling większej ilości materiału.
Widzi zrównoważoną alternatywę dla piasku w odpadach szklanych z pojemnika, które składają się głównie z piasku i który jest ponownie drobno zmielony na materiał podobny do piasku. Prasowane kartony po napojach tworzą stabilne panele jako nośny materiał konstrukcyjny. Odnawialne materiały budowlane i nietypowe metody budowy to kolejne drogi do domu przyszłości dla Dirk Hebel.
Na przykład architekt bada zastosowanie bambusa w nowych materiałach biologicznych. Oraz: dlaczego nie miałoby się projektować domów tak, aby można je było rozebrać i ponownie wykorzystać po użyciu? Zasobooszczędna gospodarka o obiegu zamkniętym również w budownictwie.
„Inną wizją jest budowanie domów, których nie wyrzucamy po użyciu, ale kompostujemy. Pozwoliłoby to wyprodukować składniki odżywcze w celu stworzenia lub wyhodowania nowych regeneracyjnych materiałów budowlanych ”- mówi Hebel. Opiera się na systemie korzeniowym grzybów - grzybni. Powinien urosnąć w bloki konstrukcyjne lub większe komponenty: lekkie materiały, które dobrze izolują. Wszystkie te różne wizje mają ten sam cel: boom budowlany, który nie wykorzystuje zasobów piasku do ostatniego ziarna.
