Održiva gradnja betonom

Kontrast je više nego očit: u neposrednoj blizini povijesnog mosta London Bridge upravo se gradi golemi futuristički neboder. Nazvana The Shard građevina je oblika strme spirale s fasadom u cijelosti od stakla. Nakon što gradnja završi 2012. godine, neboder će sa svojih 310 metara po visini biti druga zgrada u Europi. U gradnji nebodera koriste se posebno prilagođeni aditivi za beton iz BASF-a. Primjerice, pri postavljanju temelja ti su aditivi omogućili jednokratno izlijevanje gotovo 5.500 kubičnih metara betona – što je rekord u povijesti britanske građevinske industrije.

„Cijela je temeljna ploča izlivena za jednog vikenda,“ objasnio je Brian Williams, direktor prodaje BASF-ove britanske poslovne jedinice BASF Admixture Systems UK. „Zbog gradnje u srcu Londona svojim građevinskim vozilima nismo smjeli dopustiti dulje zastoje u prometu. Osim toga, kako bismo osigurali da se gusto postavljena čelična armatura na dnu ploče u što kraćem roku u potpunosti prekrije betonom, beton je morao biti što tečniji. Bilo je jasno da je to posao za BASF-ov posebno osmišljeni Glenium® SKY.“ Još je jedna prednost spomenutog aditiva: beton se bez ikakvih problema može pumpati sve do visine od 300 metara.

Među najvećim izazovima s kojima su se suočili građevinari bila je i golema količina betona potrebnog za izlijevanje temelja. Beton oslobađa toplinu tijekom stvrdnjavanja – golema količina betona ujedno znači i velike količine topline. Osim toga, što je beton topliji, to se brže stvrdnjava. Ta činjenica može stvoriti velike probleme: ako se prvi izliveni sloj betona prebrzo stvrdne, sljedeći slojevi neće se moći s njim kvalitetno povezati. U konačnici takav beton nije niti homogen niti dovoljno stabilan. U slučaju nebodera „The Shard“, aditiv za beton Pozzolith® spriječio je prerano stvrdnjavanje betona, osiguravajući na taj način visoku i ujednačenu kvalitetu betona.

Ovakav visoko kvalitetni beton također osigurava da konstrukcija može nositi golemi pritisak ovako visoke građevine. Zahvaljujući aditivima za beton tipa Glenium, beton će izdržati pritisak jednak onom koji generira omanji automobil oslanjajući se na površinu veličine nožnog palca. Takva izvanredna čvrstoća jamči dugovječnost betonske konstrukcije te omogućuje održivo korištenje građevine.

Superplastifikatori Glenium poboljšavaju ne samo konstruktivna svojstva betona, već i njegovu ekološku prihvatljivost. Zbog svoje svestranosti beton je najrašireniji i najčešće korišteni umjetni materijal. Međutim, beton ima i velik nedostatak: uzrokuje emisiju velikih količina škodljivog ugljikovog dioksida (CO2). Naime, beton se sastoji uglavnom od cementa koji sadrži cementni klinker, materijal koji se zagrijava do temperature od gotovo 1.500 °C i proizvodnja kojega zahtijeva goleme količine energije. Oko šest do sedam posto globalne emisije ugljika otpada upravo na cementni klinker.

Uporabom BASF-ovih aditiva za beton Glenium, do 50 posto cementnog klinkera može se zamijeniti nekim drugim materijalima, kao što su, primjerice leteći pepeo, koji inače nastaje kao nusproizvod elektrana na ugljen, ili zgura iz visokih peći, koja se dobiva tijekom proizvodnje čelika i koja se zatim reciklira upravo za ovu namjenu. Na taj način aditivi za beton Glenium omogućavaju „uštede“ od čak 60 posto ugljika u proizvodnji betona. Godine 2008. BASF-ovi aditivi za beton smanjili su emisije 22 milijuna tona ugljikovog dioksida, što je jednako količini ugljikovog dioksida koju emitira Berlin s okolicom. Osim toga, aditivi za beton Glenium štede energiju, vrijedne sirovine i prostor za odlaganje otpada koji bi inače bio potreban za zbrinjavanje letećeg pepela i zgure iz visokih peći.

Glenium tako značajno pridonosi smanjenju emisija ugljika u proizvodnji cementa. Pristavši na globalni sporazum cijeloga sektora, ova se industrija odlučila posvetiti nastojanjima da se smanje količine emisije ugljika. U SAD-u i Kini težište je na modificiranju sastava cementa, i to, primjerice, korištenjem što je moguće više nadomjestaka za klinker. U Europi je u proizvodnji standardiziranih kompozitnih cemenata naglasak više na poboljšanoj energetskoj učinkovitosti i alternativnim gorivima kao što su biomasa i spaljivanje otpada.

U Europi je uporaba dodatnih cementnih materijala dosad bila moguća samo u slučajevima u kojima je utvrđena potrebna održivost – za razliku od SAD-a, gdje je BASF razvio koncept pod nazivom „Green Sense Concrete“. Andreas Tselebidis, BASF-ov stručnjak za aditive za beton, vrlo je optimističan kada je riječ o spomenutom konceptu: „Ovaj beton dijelom sadrži reciklirane materijale, kao što su leteći pepeo i zgura iz visokih peći, kao i posebno osmišljene aditive poput Gleniuma. Zahvaljujući spomenutim materijalima inovativni građevinski materijal ekološki je prihvatljiviji od uobičajenog betona.“

Kao što je pokazala analiza ekološke učinkovitosti procesa od izrade proizvoda do izlaska proizvoda iz tvornice, smjese „Green Sense Concrete“ u usporedbi s uobičajenim smjesama betona trebaju 30 posto manje energije, uzrokuju 37 posto manje emisija ugljikovog dioksida te troše 35 posto manje sirovina. Potrošnja vode također je znatno manja: inovativni građevinski materijal treba pet posto manje vode – što predstavlja uštedu od 417 litara vode po kućanstvu, što je otprilike jednako količini vode triju punih kada. Nadalje, „Green Sense Concrete“ betoni mogu se proizvesti vrlo povoljno. Na taj način BASF značajno pridonosi održivoj gradnji.

Još jedna inicijativa jest i utemeljenje američkog certifikata za „zelenu gradnju“, poznatog pod nazivom LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), prestižnom jamstvu kvalitete koje se dodjeljuje za izvanredna postignuća u održivoj gradnji i upravljanju izgradnjom. Certifikat se odnosi na šest različitih aspekata: utjecaj gradnje na okoliš, potrošnja vode, energije i resursa, te udobnost i kvalitetu prostora. Za korištenje BASF-ova rješenja „Green Sense Concrete“ mogu se dobiti bodovi u nekoliko kategorija.

OSNOVNE INFORMACIJE – Što je cement?

Osnovni su sastojci cementa vapnenac i glina. Ti se materijali miješaju s kvarcnim pijeskom i željeznom rudom, fino usitnjenom i osušenom. Ta se sirova mješavina zatim zagrijava (sinterira) na 1,450 °C. Kada se istopi, stvaraju se okruglaste čestice promjera oko 3 centimetra – poznate pod nazivom cementni klinker. Klinker sadrži kemijske spojeve zahvaljujući kojima će se cement kasnije stvrdnuti. Ti spojevi uključuju kalcijeve silikate, kalcijeve aluminate i kalcij aluminat ferite. Na kraju se cementni klinker usitnjava zajedno s gipsom ili anhidritom kako bi se dobio cement.

Što je beton?

Beton se prvenstveno sastoji od cementa, vode i agregata (pijesak, šljunak i drobljeni kamen). Cement je pritom vezivo koje sve sastojke drži zajedno. Kada se pomiješa s vodom, nastaju kristali koji se međusobno povezuju i rezultiraju čvrstim i postojanim materijalom. Svojstva betona, kao što su težina, različite razine čvrstoće, mala mogućnost skupljanja i pucanja, otpornost na koroziju itd. mogu se mijenjati ovisno o potrebi, i to mijenjanjem omjera sastojaka i aditiva. Beton se može kombinirati i s čelikom, ali i s plastičnim ili staklenim vlaknima, čime se dobiva veća duktilnost i savitljivost.

Kako funkcionira suvremeni superplastifikator?

Suvremeni superplastifikatori poput Gleniuma temelje se na sintetičkim organskim polimerima poput polikarboksilatnog etera (PCE). Molekula PCE-a sastoji se od jednog dugačkog glavnog lanca i kraćih bočnih lanaca. Glavni lanci molekula PCE-a negativno su nabijeni. Kada se te molekule pomiješaju sa svježim betonom, adsorbiraju se na površinu čestica koje se nalaze u betonu. Bočni lanci strše prema van, poput iglica na ljusci kestena, te drže čestice na udaljenosti jednu od druge. To im omogućava lakše kretanje te beton postaje tečniji. Svojstva betona mogu se mijenjati variranjem duljine glavnog lanca i bočnih lanaca.

Više informacija dostupno je na sljedećim internetskim stranicama:

 

  • http://www.basf-admixtures.com
  • http://wbcsdcement.org/co2data
  • http://www.vdz-online.deTekst, fotografije, ilustracije i zvučne animacije dostupne su na stranici: www.basf.de/science_around_us
  • O BASF-uBASF – The Chemical Company je vodeća svjetska kemijska kompanija. Asortiman BASF-a uključuje široki raspon proizvoda: kemikalije, plastične mase, kemikalije za proizvode višeg stupnja obrade, sredstva za zaštitu bilja, fine kemikalije, sirovu naftu i prirodni plin. Kao pouzdan partner gotovo svim industrijama, BASF podupire uspjeh svojih klijenata. Svojim inteligentnim rješenjima i proizvodima visoke vrijednosti, BASF igra važnu ulogu u pronalasku odgovora za globalne izazove poput klimatske zaštite, energetske učinkovitosti, prehrane i mobilnosti. BASF je krajem godine zapošljavao približno 105.000 ljudi te je u 2009. godini ostvario prodaju u vrijednosti 50 milijardi eura. Za dodatne informacije posjetite: www.basf.com