Tímto textem pokračujeme sérií článků o betonu a jeho budoucnosti. Nepůjde však jen o čistě teoretickou, akademicky uhlazenou rozpravu – vyhrneme si rukávy a skutečně budeme inovovat, testovat, stavět a bourat. Za celou sérií totiž stojí společnost PEVE Construct s.r.o., přední český dodavatel monolitických železobetonových konstrukcí, který odstartoval ambiciózní vývojový program, jehož cílem je vytvořit nový betonový materiál – udržitelnější, technicky pokročilý a obchodně konkurenceschopný.

Nezapomeňte se podívat na první článek z této série - „Beton to the Future: Materiál s minulostí i budoucností v rukou PEVE Construct s.r.o.” Jako bonus je stále dostupná prezentace BETON to the future, která otevírá prostor pro diskuzi a ukazuje, že i zdánlivě nehybný stavební materiál může být v pohybu. Prohlédněte si ji online na adrese www.peveconstruct.cz/#vyzkum-a-inovace.

Betony vnímající své okolí
Snižování emisí skleníkových plynů, zejména CO₂, je jedním z hlavních motivů současného stavebnictví – a beton, nejpoužívanější konstrukční materiál na světě, hraje v tomto směru klíčovou roli. Vznikají nové typy takzvaných „zelených“ betonových směsí, stále konstrukčně precizní, ale s podstatně nižší ekologickou stopou. Jednou z priorit je omezit, nebo zcela nahradit tradiční cement, tedy složku, která se podílí na více než 80 % všech emisí spojených s betonem. Do směsí tak místo něj vstupují vedlejší produkty z energetiky nebo metalurgie, například popílek nebo struska, odpadní materiály, jejichž vznik provázely výrazně nižší emise CO₂.

Ještě ambicióznější jsou takzvané karbonační betony. Tyto směsi v průběhu své životnosti aktivně pohlcují oxid uhličitý z okolního prostředí a v ideálním případě se tak stávají nejen uhlíkově neutrálními, ale dokonce zápornými – tedy schopnými odečítat emise namísto jejich přidávání. V městském prostředí pak nachází uplatnění takzvaný fotokatalytický beton. Obsahuje speciální látky (typicky oxid titaničitý), které za působení slunečního záření rozkládají nečistoty z ovzduší – zejména oxidy dusíku a jemné prachové částice. Výsledkem je beton, který nejen méně zatěžuje prostředí při svém vzniku, ale aktivně zlepšuje kvalitu vzduchu ve svém okolí. Chytré, moderní.

Funkčně inovované betonové směsi
Klasický beton byl vždy především statický a pasivní, nové směsi ale přinášejí schopnosti, které se vymykají jeho dosavadním možnostem. Jedním z nejpozoruhodnějších směrů jsou samozhojivé směsi – betony schopné “kouzelně” opravovat vlastní mikrotrhliny bez lidského zásahu. Využívají biologické procesy (například bakterie, které po kontaktu s vlhkostí produkují minerální výplň) nebo chytré chemické kapsle, které se aktivují pouze tehdy, když dojde k narušení struktury. Díky tomu se prodlužuje životnost konstrukce, snižují náklady na údržbu a zvyšuje se odolnost proti nebezpečné korozi výztuže.

Ještě sofistikovanější funkcí je adaptabilita – schopnost betonu reagovat na své okolí. Jeho složení obvykle zahrnuje polymery, krystalické příměsi nebo materiály, které se chovají jinak podle podmínek, ve kterých se beton nachází. Může se například zpevnit při vyšším zatížení, zvýšit vodoodpudivost při zvýšené vlhkosti, nebo se roztáhnout či smrštit bez poškození při změně teplot. Cílem je minimalizovat namáhání, zabránit vzniku trhlin a zvýšit dlouhodobou stabilitu – zejména v extrémním nebo proměnlivém prostředí.

Speciální kategorií je pak 3D tištěný beton. Zde je sice radikálně inovované složení samotné směsi, ale tím pravým benefitem je 3D technologie umožnující samotnou výstavbu. Konstrukce vzniká bez bednění, přesně řízeným nanášením materiálu ve vrstvách. To umožňuje optimalizovat geometrii a snižovat spotřebu betonu. Výsledkem je rychlejší, čistší a flexibilnější výstavba, která navíc otevírá cestu k novým typům architektury – tvary, které dřív byly nemožné nebo extrémně nákladné, se stávají realizovatelnými. Beton přestává být tuhým blokem – stává se procesem řízeným algoritmem, přesnou realizací digitálního návrhu, vrstvu po vrstvě.


Příměsi a přísady: materiály, které mění pravidla
Zatímco v minulosti byly příměsi vnímány jako pouhý doplněk – způsob, jak upravit viskozitu nebo urychlit tuhnutí – dnes se stávají hybnou silou změny. Právě příměsi a přísady určují, jaký beton nakonec vznikne: jaká bude jeho environmentální stopa, životnost, chování i cena. Biomateriály, například dřevní popel nebo jiné obnovitelné organické složky, umožňují snížit spotřebu cementu a zlepšit odolnost vůči chemickým vlivům. Zajímavým směrem jsou i mikrořasy, které dokáží vázat CO₂, ovlivnit barvu betonu nebo zlepšit jeho mikrostrukturu. Biologické složky se tak mění z pouhé okrajové kuriozity na seriózní nástroj optimalizace moderních receptur.

Mimořádně důležité pak jsou recyklované materiály – například drcené sklo, plasty nebo vedlejší produkty průmyslové výroby. Tyto příměsi snižují potřebu těžby nových surovin, postarají se o odpady a v mnoha případech dokonce zvyšují mechanické vlastnosti betonu - docela slušný výkon na odpadky původně mířící na skládku, ne?

Zcela specifickou kategorií jsou nanomateriály, extrémně jemné částice, které ovlivňují vnitřní mikrostrukturu a výrazně zvyšují soudržnost, pevnost i voděodolnost směsi. A v neposlední řadě – bakterie. Příměs, která beton nejen aktivně proměňuje během životnosti, ale přenáší do něj vlastnosti živých systémů. Beton se tak stává materiálem, který nejen vydrží, ale je schopný reagovat.

Krásné, ale drahé
Předchozí řádky nabízejí jen letmý pohled pod pokličku inovací, které jsou dnes intenzivně zkoumány po celém světě. Zní to zajímavě, že? Chytré betony, které se samy opravují. Domy tištěné přímo v terénu pomocí betonových 3D tiskáren. A odpadky, díky kterým je beton pevnější než kdy dřív? Krásná představa – ale realita je o poznání složitější. Ano, vývoj je prioritou. Mnoho inovací se už testuje, některé se dokonce zavádějí – a beton se, poprvé po tisíciletích, začíná zásadně měnit.

Narážíme však na dvě zásadní překážky: zelené, inovativní a technologicky pokročilé směsi jsou ve většině případů nekompatibilní s platnými normami – a zároveň mimořádně drahé. Problém s prováděcími normami je něco, co se dá teoreticky zvládnout pomocí obsáhlého testování, certifikací a dalších – veskrze legálních – postupů, ale často až šokující ceny narážejí na realitu trhu, kde výstavbě vládnou rozpočty – a cena je rozhodující veličinou.

Proto se my, PEVE Construct s.r.o., v rámci našeho vývojového programu nezaměřujeme jen na inovace jako takové, ale od počátku musí jít ruku v ruce s ekonomickou smysluplností. Pracujeme, vymýšlíme a příští měsíc přineseme další článek. Nezapomeňte se také podívat na výše zmiňovanou prezentaci BETON to the future.

PEVE Construct
www.peveconstruct.cz