Az épületelemek hatása a teljes beépülő CO2-ra
Az iparág képviselői, az építészek és a mérnökök feladata, hogy alacsony karbonlábnyomú termékeket és fenntartható megoldásokat alkalmazzanak a projektek során, és nagyon is sokat tehetnek ennek érdekében;
Annak érdekében, hogy a globális felmelegedés az iparosodás előtti szinthez képest ne haladja meg az 1,5 Celsius-fokot, a Glasgow-i klímaegyezmény (COP26) célul tűzte ki, hogy 2030-ra 45%-kal kell csökkenteni a globális szén-dioxid-kibocsátást a 2010-es szinthez képest, valamint az évszázad közepére el kell érni a nettó zéró emissziót. Még így is valószínű, hogy 2100-ra 2,4 °C-os melegedés fog bekövetkezni.
A globális cementipar 8%-kal járul hozzá a teljes CO2-emisszióhoz, ezzel a második legnagyobb kibocsátó, emiatt pedig egyike azoknak a területeknek, melyek jelentős hangsúlyt kaptak a COP26 éghajlatváltozási célkitűzések között. Ezt felismerve Kanada, Németország, India, az Egyesült Arab Emirátusok és az Egyesült Királyság ígéretet tett arra, hogy 2050-re nettó zéró kibocsátást ér el a „nagyobb középületek építésében” felhasznált beton és acél terén. E célokkal összhangban világszerte 40, a GCCA égisze alá tartozó beton- és cementgyártó vállalta, hogy a 2050-re tervezett nettó zéró cél elérése felé tett erőfeszítéseinek részeként 2030-ra a felére csökkenti CO2-kibocsátását.
Tekintettel arra, hogy az épületekbe beépülő karbon oroszlánrészét (kb. 66%-át) a betonszerkezet teszi ki, a beton különösen fontos kérdéssé vált. Mivel a víz és a töltőanyag karbonlábnyoma elhanyagolható, a beton karbonlábnyomát szinte teljes egészében a cement (0,93 kg CO2/kg) határozza meg, ezáltal a cement járul hozzá a legnagyobb mértékben az épített környezetbe bekerülő karbon mennyiségéhez. Emellett a cementgyártás magas nitrogén-oxid (NOx) és kén-oxid (SOx)-kibocsátással is jár, ami hozzájárul a savas eső kialakulásához, és további kedvezőtlen hatással van az emberek egészségére és a globális éghajlatváltozásra.
Több tudományterületet átfogó kihívás, melynek célja a nettó zéró beépülő karbon elérése 2050-re. A küldetés összhangban áll a következőkkel:
A PENETRON ADMIX egy fenntartható kristályos adalékszer, mely csökkenti/megszünteti a beton vízáteresztő képességét. A PENETRON ADMIX átfogó védelmet nyújt a beton kémiai hatások, korrózió és fagyás-olvadás ciklusok okozta tönkremenetele ellen, ezáltal meghosszabbítja a betonszerkezetek élettartamát. Az adagolás során könnyen elkeverhető és az éghajlati feltételekre érzéketlen adalékszer segít csökkenteni a betonkeverékek és építőipari projektek teljes karbonlábnyomát.
A beton porózus anyag, mely mikrorepedésekből, pórusokból és hajszálcsövekből áll, melyek jellemző szélessége 0,1-0,5 mm között van.
A víz és a vízben lévő vegyi anyagok a hajszálcsöves mátrixon keresztül jutnak be a betonba.
Amikor a PENETRON ADMIX-et a betonhoz adagolják, az aktív összetevők reakcióba lépnek, és oldhatatlan kristályszerkezetet hoznak létre.
Ez a szerkezet még nagy hidrosztatikai nyomás mellett is elzárja a réseket és mikrorepedéseket a víz behatolásával szemben.
A víz nem jut át a kristályképződményeken, és a beton immár vízhatlanná válik.
A PENETRON ADMIX önregeneráló képességet biztosít, mivel a beton élete során keletkező hajszálrepedések abban a pillantban elzáródnak, amikor víz kerül a betonba.
A PENETRON ADMIX akár 100%-kal csökkenti a vízáteresztő képességet. Ezzel fenntartható a betonban lévő acél passzivált állapotának megőrzéséhez és a korrózió megelőzéséhez szükséges lúgos környezet.
Mivel a beton tönkremenetelének fő oka a víz, a PENETRON által biztosított állandó védelem nagymértékben kiküszöböli a betonszerkezet élettartama során szükséges karbantartást, és az ezzel járó karbonlábnyomot is csökkenti.
Hasonlóképpen, az akár 0,5 mm-es hézagok önjavítása révén a beton teljes élettartama során megakadályozza a víz bejutását és a korróziót, ezért a betonszerkezetek karbantartásigénye jelentősen csökken.
Előtte
Utána
A fenti táblázatban látható, hogy a PENETRON ADMIX-szel kezelt, 50 vagy 100 éves élettartamra tervezett beton csekély vagy nulla karbantartást igényel (és lehetővé teszi a betonfedés vastagságának csökkentését) annak ellenére, hogy ki van téve a kloridok és a karbonizáció okozta korróziónak.
Ennek eredményeként a hagyományos betonhoz képest kevesebb karbantartási ciklus legalább 40%-kal (5 ciklusban 3) és 300%-kal (3 ciklusban 0) csökkenti az épület karbantartásának karbonlábnyomát.
A fenntartható körkörös gazdaság optimalizálja a természeti erőforrások és az energia felhasználását a CO2-kibocsátás csökkentése érdekében. A hagyományos beton, mely a világ második legnagyobb mennyiségben fogyasztott terméke, tartós természetes anyagokból áll, de ha agresszív környezetnek van kitéve, tönkremegy, ami gyakori és költséges javítást vagy cserét eredményez. Emiatt növekszik a nyersanyagok és energia használata és feldolgozása, ami fokozza a CO2-kibocsátást.
Az épület által megtestesített karbonlábnyom (CFP) a következők összegéből adódik:
Önregeneráló képességű, tartós betonkeverék használatával a szerkezet élettartama (az az időszak, ahány évig a korrózió valószínűsége ≤10%) akár 60 évvel vagy még nagyobb mértékben meghosszabbítható. Tervezett élettartamának végén az épület tovább működhet, új homlokzatot kaphat, gépészeti és elektromos felújítást végezhetnek rajta, illetve új célt jelölhetnek ki számára, melyet hasonló ideig kiszolgál. Ennek eredményeként az (A), (B), (C) és (D) radikálisan csökken, sőt, akár teljes mértékben meg is szűnik, így két szerkezet nyerhető, egy szerkezet karbonlábnyomával.
A globális cement- és betonipar célja 2050-re a nettó zéró karbonkibocsátás elérése, és mivel a beton esetében a cement a „főbűnös”, a cementfogyasztás csökkentésére nyilvánvaló megoldást jelent a különféle cementáló anyagok, például pernye, kohósalak, szilikapor, vulkáni hamu stb. használata. Mivel ezek a cementáló anyagok a szén- és acélipar melléktermékei, nem növelik az építőipari projektek karbonlábnyomát, és kötőképességükön túlmutató értéket képviselnek. A cementáló anyagokat egyre nagyobb mértékben alkalmazza az ipar, és egyre inkább hiánycikknek számítanak.
A PENETRON ADMIX teljes mértékben kompatibilis a cementáló anyagok használatával. Ugyanolyan jól viselkedik OPC és SCM/OPC keverékekkel, így nagyszerűen hozzájárul a szerkezet karbonlábnyomának csökkentéséhez.
A PENETRON ADMIX lehetővé teszi alacsony minőségű beton használatát ugyanolyan vagy jobb tartósság elérése mellett. Így könnyebb, rugalmasabb és tény, hogy olcsóbb betonnal lehet kielégíteni ugyanazokat a teljesítménybeli előírásokat.
Egy vizsgálat során a kloridbehatolásnak és karbonizációnak kitett beton maximális karbonlábnyoma PENETRON ADMIX használata mellett 4,9 kg CO2 egyenérték/m3 lett.¹
A betonkeverékek karbonlábnyoma az Egyesült Királyságban működő Building Services Research and Information Association (BSRIA) és a Bath Egyetem¹ közös kutatásából származik. A kutatás kiterjedt karbonlábnyom-adatbázist biztosít a leggyakoribb építőanyagokra, köztük a (cementáló anyagokat tartalmazó és anélküli) betonra vonatkozóan, egy sor 28 napos nyomószilárdsági vizsgálati² eredménnyel kiegészítve.
¹ RAA0036A-01 technikai jelentés | ² https://ghgprotocol.org/Third-Party-Databases/Bath-ICE
A beton tartóssága a klórbeszivárgási együttható és a betonfedés függvényében határozható meg (Fick 2. diffúziós törvénye).
Az itt hivatkozott kutatás szerint az alacsony minőségű betonhoz kevert PENETRON ADMIX nagyobb védelmet nyújt a klorid beszivárgása ellen, mint a 40 kg-mal több cementáló anyagot tartalmazó, BS 8500-1 szabványú, 50 éves élettartamra tervezett beton.
Továbbá a PENETRON ADMIX-et tartalmazó alacsony minőségű betonkeveréknél a betonfedés jelentősen csökkenhető anélkül, hogy csökkenne a szerkezet élettartama a kloridok okozta korrózió következtében.
A következő diagramokon a BS 8500-1 (kontroll) előírt betonkeveréket és a PENETRON ADMIX-et tartalmazó keveréket összehasonlító szimulációk eredménye látható. A betonfedés vastagsága a BS 8500 szabvány szerint a tengervíznek kitett, 100 éves élettartamra kitűzött célértéktől (65 mm) az 50 éves élettartamra kitűzött célértékig (50 mm) változik. A kezdeti kloridtartalom egy sós párának kitett tipikus kikötői betonszerkezetnek felel meg.
A betonburkolat minden egyes értékénél igaz, hogy a PENETRON ADMIX-et tartalmazó alacsony minőségű betonkeverék kloridbeszivárgás okozta korrózió miatti élettartam-korlátja magasabb, mint a BS 8500-1 által előírt magas minőségű beton esetében.¹
Ezek a vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy lehetőség van a cementtartalom 10%-os csökkentésére, így könnyebb, rugalmasabb és olcsóbb beton állítható elő.²
RAA0036A-01 technikai jelentés | ² RAA0036A-01 technikai jelentés | ³ A KEVERÉK - KARBONLÁBNYOM = 369 kg CO2 egyenérték/m3 | B KEVERÉK - KARBONLÁBNYOM = 325 + (3,80 ÷ 4,00)*4,9 = 330 kg CO2 egyenérték/m3
A PENETRON ADMIX vasbetonélettartam-növelő szerepét úgy mérték, hogy összehasonlítottak egy PENETRON ADMIX-et tartalmazó alacsony minőségű betonkeveréket a BS 8500-1 szabvány által előírt (XC3/XC4 osztályú) betonkeverékkel. Ez utóbbi egy tartós betonkeverék, 30 mm-es névleges betonfedéssel, 50 éves élettartammal, és 35 kg-mal több cementáló anyagot tartalmaz.
Gyorsított karbonizációra szolgáló klimatikus kamra prizmákkal (svájci SIA 262/1-X szabvány)
A két keverékre 90 nap elteltével kapott karbonizációs együttható (K) értékei megerősítik, hogy a PENETRON ADMIX-et tartalmazó alacsony minőségű beton kiváló védelmet nyújt a karbonizációval szemben;
A kutatás eredményei¹ rávilágítottak, hogy az átlagos betonfedés minden egyes értékénél igaz, hogy a PENETRON ADMIX-et tartalmazó alacsony minőségű betonkeverék karbonizáció okozta korrózió miatti élettartam-korlát eléréséhez szükséges idő sokszorosan nagyobb, mint a BS 8500-1 által előírt magas minőségű betonkeverék esetében. Ráadásul ez az eredmény lehetővé teszi a betonfedés jelentős csökkentését.²
¹ RAA0036A-01 technikai jelentés | ² Jogi nyilatkozat: A kutatást laboratóriumi körülmények között végezték. A projektmérnököknak a projekt konkrét teljesítményigénye alapján kell kiszámítaniuk a keverékeket és a betonfedés vastagságát. | ³ „A” keverék (névleges C40/50) és „B” keverék (névleges C32/40) karbonlábnyomának kiszámítása; A KEVERÉK - MAGAS MINŐSÉGŰ - KARBONLÁBNYOM = 369 kg CO2 egyenérték/m³ | B KEVERÉK - ALACSONY MINŐSÉGŰ - KARBONLÁBNYOM = 329 + (3,15 ÷ 4,00)*4,9 = 330 kg CO2 egyenérték/m³
Az alacsony minőségű betonszerkezetekhez hagyományos vízszigetelő megoldásként gyakran az alábbiakban felsorolt felületkezelési lehetőségek valamelyikét alkalmazzák (a táblázatban a karbonlábnyomuk is látható).¹
A PENETRON ADMIX karbonlábnyoma alatt itt a klinker² és a szabadalmaztatott anyagok³ karbonlábnyomát értjük. Figyelembe véve a nagy teherbíró képességű betonhoz szükséges maximális adagolást (4,0 kg/m³), a PENETRON ADMIX karbonlábnyoma 4,9 kg CO2 egyenérték/m³.
A jobb oldali táblázatokban PENETRON ADMIX-et tartalmazó különféle betonkeverékek karbonlábnyoma látható 0,25 és 0,35 m közötti átlagos falvastagság mellett, összehasonlítva a fent felsorolt felületkezelési módszerrel ellátott betonkeverékekével.⁵
Összességében kijelenthető, hogy talajszint alatti szerkezetek esetén a polimerbázisú, nem fenntartható víszigetelő megoldások elhagyása és kristályos technológiával történő helyettesítése (portland cementtel alkalmazott puccolán cementekkel kombinálva) átlagosan 20%-os, de akár 27%-os mértékben csökkenti az önregeneráló beton karbonlábnyomát a hagyományos vízszigeteléssel ellátott betonhoz képest⁵.
¹ A karbonlábnyom-értékek a lapostetőkhöz alkalmazott vízszigetelő megoldások komparatív környezeti életciklus-hatásából származnak. A tanulmányozott megoldások alkalmazása katonai infrastruktúra felújításánál (Miriana Gonçalves – MSc’s Thesis – Tecnico Lisboa, 2015) | ² 0,93 kg CO2 egyenérték/kg | ³1,514 kg CO2 egyenérték/kg | ⁴ 400 kg/m3 kötőanyag 1%-a | ⁵ RAA0036A-01 technikai jelentés
A hagyományos vízszigetelő kezelések elhagyásából több előny is származik, különösen az alapok terén. Kisebb földkitermelési lábnyom, nincs szükség vízszigetelő vállalkozók bevonására a membránok felviteléhez, nem kell várni az ideális időjárási körülményekre stb. Ezek a tényezők hozzájárulnak a kivitelezés optimális időtervéhez, és a szerkezet karbonlábnyomának csökkentéséhez.
Az öntési és vízszigetelési szakaszok összevonásával jelentősen felgyorsítható a kivitelezés időterve, erőforrások takaríthatók meg, és csökkenthető a projekt karbonlábnyoma.
A 2050-re kitűzött nettó zéró karbontartalmú beton iránti elkötelezettség mértékétől függően a következő karbonlábnyom-csökkentések érhetők el a PENETRON ADMIX használatával:
¹ A tartószerkezetben elért 20%-os csökkenés 5%-nak felel meg a teljes szerkezetben, ha az alaphoz felhasznált beton mennyisége a teljes betontérfogat 25%-a vagy annál több.
A PENETRON szigorú környezetvédelmi előírásokat alkalmaz, és megszerezte az ISO 14001 környezetvédelmi szabvány szerinti tanúsítást az Egyesült Államokban.
A PENETRON termékek, köztük a PENETRON ADMIX fontos szerepet töltenek be a projektek minősítésének megszerzésében, miközben teljesítik egy sor nemzetközileg elismert szabvány, így például a Singapore Green Label, EPD, CDPH és a GreenGuard Gold előírásait.
PENETRON ADMIX használata esetén kevesebb földkitermelés szükséges, mivel a felületkezelő anyag (membrán) felviteléhez szükséges hely elhagyható. A PENETRON ADMIX-et közvetlenül a betonhoz adagolják.
PENETRON-nal vagy PENETRON ADMIX-szel kezelt beton tetőlemez az alapja egy tetőkert-rendszernek, mely megakadályozza a víz beszivárgását a betonlemezbe.
A PENETRON termékek segítik a meglévő szerkezetek felújítását, vízszigetelését és védelmét, ezáltal növelik a beton tartósságát és élettartamát.
A PENETRON termékek kiküszöbölik a hulladék keletkezését, mivel bontás után a betonnal együtt újrahasznosíthatók, ezzel szemben a nem környezetbarát, kőolaj-alapú termékeket, például a membránokat hulladéklerakóban kell elhelyezni vagy más úton ártalmatlanítani. A PENETRON csomagolása teljes mértékben újrahasznosítható.
Kategória: A munkaterületen alkalmazott belső festékek és bevonatok;
A PENETRON termékek tanúsítottan zöld termékek, melyek nem tartalmaznak illékony szerves anyagokat.
PENETRON termékek nem tartalmaznak illékony szerves anyagokat, így az építőmunkásokat nem teszik ki kellemetlen szagok, irritáló és/vagy káros szennyezőanyagok hatásainak.
A PENETRON ADMIX bizonyítottan lassítja a kloridbehatolást, ezálta elodázza a betonvas Fick 2. törvénye által mérhető és számítható korrózióját. Ennek eredményeként akár 60 évvel meghosszabbítja a kritikus környezeti feltételeknek kitett beton élettartamát.
2. opció: Összes hulladékanyag csökkentése;
A PENETRON termékek bontás után a betonnal együtt újrahasznosíthatók, ezzel szemben a nem környezetbarát, kőolaj-alapú termékeket,
például a membránokat hulladéklerakóban kell elhelyezni vagy más úton ártalmatlanítani.
Kategória: A munkaterületen alkalmazott belső festékek és bevonatok;
A PENETRON termékek tanúsítottan zöld termékek, melyek nem tartalmaznak illékony szerves anyagokat.
Ezért a PENETRON alkalmazása nincs káros hatással a projekt során a levegőminőségre a kellemetlen szagú, irritáló és/vagy káros szennyezőanyagok tekintetében.
PENETRON ADMIX bizonyítottan lassítja a kloridbehatolást, ezálta elodázza a betonvas Fick 2. törvénye által mérhető és számítható korrózióját. Ennek eredményeként akár 60 évvel meghosszabbítja a kritikus környezeti feltételeknek kitett beton élettartamát.