Dok cijene građevinskog materijala, radova i stanovanja iz godine u godinu pritišću i investitore i kupce, svaka inovacija koja obećava jeftiniju, održiviju i dostupniju gradnju zaslužuje pažnju, a posebno ako dolazi iz smjera koji na prvu zvuči gotovo nevjerojatno - novi materijal čiji su sastojci samo karton, zemlja i voda.
Upravo su od njih australski inženjeri sa Sveučilišta RMIT razvili novi građevinski materijal bez cementa, čiji je ugljični otisak, prema istraživačima, oko četiri puta manji od onoga koji ima beton, objavljeno je na Digital Journal. Ako se pokaže primjenjivim u široj građevinskoj praksi, ovakav bi materijal u budućnosti mogao otvoriti vrata povoljnijoj gradnji, osobito u segmentu manjih stambenih objekata, kuća za odmor, pomoćnih objekata i gradnje u udaljenim područjima.
Materijal nosi naziv cardboard-confined rammed earth, odnosno nabijena zemlja obložena kartonom. Riječ je o sustavu u kojem kartonske cijevi služe kao trajna oplata, dok se njihova unutrašnjost ispunjava mješavinom zemlje i vode koja se potom zbija. Rezultat je građevinski element koji spaja jednostavnost tradicionalne gradnje zemljom s novim pristupom korištenju recikliranih i niskougljičnih materijala.
Materijal koji nastaje na gradilištu
Jedna od njegovih najvećih prednosti jest mogućnost izrade izravno na gradilištu. Smjesa zemlje i vode zbija se unutar kartonske oplate ručno ili pomoću strojeva, što smanjuje potrebu za složenom proizvodnjom, transportom i velikom količinom industrijski obrađenih materijala.
Prije ugradnje zemlja se obrađuje sušenjem i prosijavanjem kako bi se kontrolirali vlaga i veličina zrna. Kartonske cijevi pritom ne služe samo kao privremeni kalup, nego ostaju dio konstrukcije i dodatno obuhvaćaju jezgru od nabijene zemlje.
Prema rezultatima istraživanja, upravo ta kombinacija značajno povećava nosivost kartona. Jezgra od nabijene zemlje poboljšava strukturna svojstva kartonskog elementa više od deset puta, što materijal čini dovoljno čvrstim za primjenu u niskoj gradnji.
Za kuće, udaljena područja i vruće klime
Potencijalna primjena ovog materijala posebno je zanimljiva u kontekstu stambene gradnje manjih mjerila. Zbog svoje čvrstoće mogao bi se koristiti za niske zgrade, a budući da se može formirati na licu mjesta, posebno je pogodan za udaljena područja gdje su transport i dostupnost građevinskog materijala često veliki trošak.
Dodatna prednost nabijene zemlje su njezina toplinska svojstva. Takvi materijali imaju veliku toplinsku masu, što znači da mogu prirodno regulirati unutarnju temperaturu i vlagu. U praksi to može značiti ugodnije prostore u vrućim klimama, manju potrebu za klimatizacijom i niže troškove energije.
U vremenu u kojem se energetska učinkovitost nekretnina sve više odražava i na njihovu tržišnu vrijednost, ovakvi materijali mogli bi postati važan dio rasprave o tome kako će izgledati održivo stanovanje budućnosti.
Koliko je materijal čvrst?
Istraživači su testirali kartonske cijevi različitih debljina, od 1 do 4 milimetra, kako bi utvrdili kako debljina oplate utječe na mehanička svojstva materijala. Svi uzorci imali su jednaku visinu i promjer, a ispitivanja su provedena hidrauličkim strojem za tlačna opterećenja.
Rezultati su pokazali da se čvrstoća materijala mijenja ovisno o debljini kartona. Kako bi se dodatno unaprijedilo projektiranje, razvijen je i analitički model temeljen na umjetnoj inteligenciji, koji može predviđati tlačnu čvrstoću cilindara različitih dimenzija.
U drugom istraživanju znanstvenici su kombinirali nabijenu zemlju s ugljičnim vlaknima, pri čemu je dobiven materijal čvrstoće usporedive s betonom visokih svojstava. Iako je riječ o istraživačkoj fazi, rezultati pokazuju da zemlja kao građevinski materijal ima znatno veći potencijal nego što se često pretpostavlja.
Gradnja bez cementa kao odgovor na klimatske izazove
Cementna industrija jedan je od velikih izvora emisija ugljikova dioksida, pa se u arhitekturi i građevinarstvu sve intenzivnije traže alternative koje bi mogle smanjiti ovisnost o betonu. Nabijena zemlja obložena kartonom u tom je smislu posebno zanimljiva jer potpuno eliminira potrebu za cementom.
Osim što koristi jednostavne i široko dostupne materijale, ovaj sustav može pomoći i u smanjenju količine otpada koji završava na odlagalištima. Karton, koji se inače često promatra kao ambalažni otpad, ovdje dobiva novu funkciju u građevinskoj konstrukciji.
Prema istraživačima, materijal se može proizvesti za manje od trećine cijene u usporedbi s betonom. Ako se takvi rezultati potvrde u većim projektima i kroz građevinske propise, posljedice bi mogle biti značajne: od pristupačnijih kuća do održivijih modela gradnje u područjima gdje su klasični materijali skupi ili teško dostupni.
Hoće li ovakvi materijali ući na tržište nekretnina?
Za sada je riječ o inovaciji koja još mora proći put od laboratorija do šire primjene. U građevinarstvu, osobito u stambenoj gradnji, svaki novi materijal mora zadovoljiti stroge standarde sigurnosti, trajnosti, otpornosti na vlagu, požar i dugoročno opterećenje.
No, smjer je jasan. Budućnost gradnje sve će se više oslanjati na materijale koji su lokalno dostupni, energetski učinkoviti, jeftiniji za proizvodnju i manje štetni za okoliš. Ako se nabijena zemlja obložena kartonom pokaže dugoročno pouzdanom, mogla bi postati jedan od odgovora na pitanje koje sve više muči tržište nekretnina, kako graditi povoljnije, a istodobno kvalitetnije i održivije?
Materijal je detaljno opisan u znanstvenom časopisu Composite Structures, u radu pod naslovom “CFRP-confined rammed earth towards high-performance earth construction.”
Za sudjelovanje u komentarima je potrebna prijava, odnosno registracija ako još nemaš korisnički profil....