CCRE. Prosty materiał o zaskakujących właściwościach
Material znany jako CCRE (Cardboard-Confined Rammed Earth) to w założeniu połączenie kartonu, zwykłej gleby i wody. Pomysł wydaje się wręcz banalny w porównaniu ze złożonym procesem produkcyjnym betonu. Jak twierdzą jego twórcy, cała tajemnica tkwi w sposobie zastosowania.
Ta innowacja może zrewolucjonizować projektowanie i budownictwo, wykorzystując lokalnie pozyskiwane materiały, które są łatwiejsze do recyklingu – wyjaśnia Jiaming Ma, Royal Melbourne Institute of Technology
Czytaj też: Strażacy w Chinach właśnie zyskali wielką ochronę. To zaleta fenomenalnego materiału
Proces wytwórczy jest niezwykle prosty. Mieszankę gleby i wody ubija się bezpośrednio w kartonowej formie, która pełni rolę szalunku. W przeciwieństwie do tradycyjnych rozwiązań, karton nie jest usuwany po związaniu materiału, lecz staje się integralną częścią konstrukcji, znacząco poprawiając jej parametry wytrzymałościowe. Badania laboratoryjne przyniosły rezultaty przewyższające oczekiwania. Okazało się, że ziemia ubijana wewnątrz kartonowego szalunku wzmacnia jego właściwości strukturalne ponad dziesięciokrotnie. Kluczowym czynnikiem okazała się grubość kartonu. Wytrzymałość próbek CCRE rosła znacząco wraz ze zwiększaniem grubości warstwy – odpowiednio o 125, 243, 332 i 379 procent dla warstw od 1 do 4 milimetrów. Dla standardowych elementów konstrukcyjnych o wysokości 200 mm i średnicy 100 mm optymalna grubość kartonu to co najmniej 3 mm.
Ekologiczny i ekonomiczny potencjał
Największe nadzieje wiąże się z ekologicznym wymiarem wynalazku. Pełnowymiarowa kolumna z CCRE generuje zaledwie 17,41 kg ekwiwalentu CO2, co stanowi redukcję o 38,6 procent w porównaniu z tzw. ziemią stabilizowaną cementem (28,37 kg) i aż 77,7 procent względem zwykłego betonu (77,95 kg). Różnica wynika głównie z eliminacji energochłonnego procesu produkcji cementu. Analiza ekonomiczna również wypada korzystnie. Koszt wykonania kolumny CCRE to około 17,68 dolara australijskiego (około 47 złotych), co oznacza oszczędność sięgającą 63,9 procent w porównaniu z kolumną betonową za 35,86 AUD (około 85 zł). Jedynym minusem jest wyższa cena względem ziemi ubijanej z cementem, ponieważ CCRE jest o 36,6 procent droższe, głównie z powodu kosztów kartonu. Naukowcy sugerują jednak, iż przy masowym wykorzystaniu odpadów kartonowych, koszty mogłyby spaść.
Czytaj też: McLaren odkrył materiał lepszy od włókna węglowego. Zwykły len zaskoczył inżynierów F1
CCRE nie jest jedynie ciekawostką laboratoryjną. Materiał projektowano z myślą o realnych zastosowaniach, szczególnie w budownictwie niskopiętrowym i na terenach oddalonych od centrów zaopatrzenia. Pozwala to na zagospodarowanie milionów ton kartonowych odpadów, które obecnie trafiają na wysypiska.
Nie stosując cementu ani wapna jako środka stabilizującego, rdzeń z niestabilizowanej ziemi ubijanej jest nieskończenie recyklingowalny – wyjaśniają autorzy badania
Dodatkową korzyścią są dobre właściwości termiczne, gdyż budynki z ziemi ubijanej naturalnie regulują temperaturę w pomieszczeniach, co jest szczególnie cenne w gorącym klimacie. Ale zanim ogłosimy rewolucję, materiał wymaga jeszcze długoterminowych testów w rzeczywistych warunkach, szczególnie pod kątem odporności na różne czynniki atmosferyczne. Australijscy naukowcy planują rozszerzyć badania o te aspekty. Później będzie trzeba uporać się z szeregiem trudności, od regulacji budowlanych po przyzwyczajenia branży. Niemniej jednak, CCRE reprezentuje świeże podejście do zrównoważonego budownictwa, łączące prostotę z efektywnością.