Konopný beton
Konopný beton (známý i pod názvy Hempcrete, Hemcrete, Canobiote, Canosmose, Isochanvre, IsoHemp) je směs konopného pazdeří (stébel konopí), písku, vápna a vody.[1] Je to ekologicky šetrný materiál, který se používá jako stavební a izolační materiál. Má dobré tepelné a zvukové izolační vlastnosti, ale nízkou mechanickou pevnost.[2] Není tedy použitelný pro nosné stěny. Nosná konstrukce může být potom ze dřeva, kovu nebo klasického (cementového) železobetonu.
Používá se jako plnivo v rámových konstrukcích a pro výrobu prefabrikovaných panelů.[3] Změna hustoty směsi hempcretu ovlivňuje jeho použití. Směsi s vyšší hustotou se používají pro izolaci podlah a střech, zatímco směsi s nižší hustotou se používají pro vnitřní izolaci a vnější omítky.[3]
Zdi z hempcretu lze pokládat bez jakéhokoli pokrytí nebo lze na ně aplikovat povrchové omítky. Při použití omítek se používá stejná směs konopné malty, ale v jiných poměrech.[3]
Historie
[editovat | editovat zdroj]Z archeologických výzkumů vyplývá, že o užitečnosti pazdeří věděli už ve staré Indii.[kdy?] Pazdeří najdeme v omítce chrámu Adžanta vybudovaného v čedičovém útesu na východu Indie.[4] Konopný beton se v Evropě používal nejvíce ve Francii, a to už v opěrách mostu z 6. století nebo ve zdivu hrázděných domů z 16. a 17. století.[4] Od počátku 90. let jej potom používali při renovaci historických budov.[5] Dále také ve Velké Británii a Irsku pro opravu podlah zejména kostelů, starších farem či kamenných budov.[6] V následující letech bylo postaveno několik objektů pro bydlení, zejména ve Francii, Velké Británii [5] i Kanadě.[7] V roce 2013 byl konopný beton použit pro obnovování domů zničených během zemětřesení v Nepálu.[4]
Složení konopného betonu
[editovat | editovat zdroj]Konopný beton je vyroben z konopného pazdeří, smíchané s vápenným pojivem a vodou.[3] Pro spojení se může použít hydratovaná vápenná malta (která se vyrábí z čistého vápence a tuhne při aborbci CO2 během procesu karbonatizace) nebo přírodní hydraulická vápenná malta (ta se vyrábí z vápence s příměsí jílu a tuhne reakcí s vodou), popřípadě směs obou.[3] V některých případech se jako příměs používá i cement, který pomáhá zrychlit proces tuhnutí a zlepšuje mechanickou odolnost.[3]
Samotné konopné pazdeří má velmi dobré izolační vlastnosti, používá se i v izolačních deskách.[8] Díky karbonataci (zachycování CO2) konopný beton tvrdne, kamení, čímž časem získává ještě lepší izolační vlastnosti.[9][3] Ve směsi konopná malta snadno absorbuje a uvolňuje vodní páru ze vzduchu, což snižuje riziko kondenzace vodní páry a zvyšuje tepelný komfort.[3] Díky vápníku konopné stonky postupně mineralizují, čímž snižují riziko vzniku hniloby a plísní.[3]
Opakované analýzy zjistily pozitivní výsledky pro tlakovou pevnost a hustotu, ale velkou variabilitu pro Youngův modul, kde se pohybují od vynikající ke špatné kvalitě.[2] Byl zdůrazněn také vliv počáteční obsahu vody na hustotu. Čím vyšší je počáteční obsah vody, tím nižší je hustota příslušného konopného betonu.[2] Bylo také zjištěno, že konopí s malou velikostí částic vede k lepším mechanickým vlastnostem konopného betonu. Výsledky také ukázaly, že existuje určitá variabilita mezi různými směsi a proto musí být smíchání prováděno s maximální péčí.[2] Výkonnost a vlastnost materiálu z konoplné malty závisí na použitých pojivech, na kvalitě a délce konopných stonků i na jejich poměru ve směsi.[3]
Průmyslové konopí za 12 týdnu doroste výšky až 4 metrů. A už v průběhu růstu díky fotosyntéze pohlcuje CO2. Na jednom hektaru pozemku tak lze za chvíli vypěstovat 8-10 tun konopí. Což je množství, které je dostatečné pro stavbu malého rodinného domu. [4]
Výhody a nevýhody konopného betonu
[editovat | editovat zdroj]Výhody
[editovat | editovat zdroj]- Kombinace tepelné izolace a akumulace tepla[3] [9]
- Odolnost proti vlhku a ohni[3]
- Odolnost proti hluku [10]
- Odolnost proti plísním, houbám, hmyzu, hlodavcům[3]
- Lehčí a pružnější než klasický beton [10]
- Díky nízké hustotě se mu vyhnou praskliny [4], odolnost i při zemětřesení [4]
- Ekologicky šetrný
- Recyklovatelný materiál, blok z hempcretu může být rozdrcen a znovu použit jako plnivo pro izolaci.[3]
Nevýhody
[editovat | editovat zdroj]- Nízká mechanická pevnost, nevhodný pro nosné stěny [2]
- S používáním konopného betonu se také často používá cement, který není environmentálně šetrný.[3]
- Pokud se kvůli zvýšení produkce konopí sníží produkce potravin, musí se brát v úvahu, že potravinová produkce musí být přesunuta jinam, což může vést k dalším environmentálním dopadům (odlesňování, ztráta biodiverzity)[3]
- Poměry při smíchání mají vliv na vlastnost materiálu[2][3], je nutné tomu věnovat pozornost
- Nový materiál, stále se studuje, obecně je ještě potřeba materiál více zkoumat
Ekologický pohled
[editovat | editovat zdroj]Nejběžněji se jako stavební materiál používá beton. Ten však (respektive produkce jeho základní složky, cementu) vytváří ohromné emise. V roce 2018 vzniklo v České republice kvůli produkci cementu celkem asi 3,8 miliónu tun CO2, což odpovídá přibližně 2,7% celkových emisí skleníkových plynů v ČR.[11] V rámci zvětrávání potom sice beton pohlcuje CO2 ze vzduchu, ale během let dokáže vstřebat jen 43% plynu, kterého se kvůli jeho výrobě dostalo do atmosféry.[12]
Použití jiného stavebního materiálu než klasického betonu by mohlo minimalizovat dopad na životní prostředí. Jílové směsi nemají vhodné tepelné vlastnosti[13], balíky slámy zase nejsou dostatečně odolné vůči vlhkosti.[13] Alternativou je vápenný beton, při jehož zpracování nedochází k tak vysoké produkci CO2. Vápenný beton vykazuje dobrou odolnost v tlaku, nikoli však v tahu a proto je potřeba jej vyztužit. Nejrozšířenějším materiálem pro výztuže je ocel, ale bylo zjištěno, že konopné vlákna jsou stejně odolná.[5]
Analýza životního cyklu
[editovat | editovat zdroj]Po provedení analýzy životního cyklu, která posuzuje ekologičnost materiálu od těžby surovin přes samotnou výrobu materiálu, jeho dopravou na staveniště, konstrukcí budovy, jejím provozem i následnou demolicí a recyklací materiálu, ukázala, že konopný beton lze považovat za ekologicky šetrný. Výsledky analýzy ukázaly, že největší environmentální dopad má výroba pojiva[3][9], doprava je potom druhá nejvýznamnější.[9]
Konopný beton působí jako uhlíková past a jeho celková uhlíková bilance je negativní. Je to materiál, který absorbuje CO2 z atmosféry, jako jakékoli jiné zelené plodiny, již během svého růstu, i po celou dobé své životnosti.[3] Očekávané množství zachyceného CO2 v čistých emisích CO2 z celého životního cyklu hempcretu se podle následujícího zdroje pohybuje mezi -1,6 až -79 kg CO2e/m2.[9]
Odkazy
[editovat | editovat zdroj]Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]- Obrázky, zvuky či videa k tématu konopný beton na Wikimedia Commons
Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ ALLIN, Steve. Building with Hemp. 1. vyd. [s.l.]: Seed Press, 2005. ISBN 978-0-9551109-0-0. S. 146.
- ↑ a b c d e f NIYIGENA, César; AMZIANE, Sofiane; CHATEAUNEUF, Alaa. Variability of the mechanical properties of hemp concrete. Materials Today Communications. 2016-06, roč. 7, s. 122–133. Dostupné online [cit. 2023-06-06]. ISSN 2352-4928. DOI 10.1016/j.mtcomm.2016.03.003.
- ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s ARRIGONI, Alessandro; PELOSATO, Renato; MELIÀ, Paco. Life cycle assessment of natural building materials: the role of carbonation, mixture components and transport in the environmental impacts of hempcrete blocks. Journal of Cleaner Production. 2017-04, roč. 149, s. 1051–1061. Dostupné online [cit. 2023-06-06]. ISSN 0959-6526. DOI 10.1016/j.jclepro.2017.02.161.
- ↑ a b c d e f Dostupné online.
- ↑ a b c Dostupné online.
- ↑ Dostupné online.
- ↑ News. Chemistry & Industry. 2020-12, roč. 84, čís. 12, s. 15–17. Dostupné online [cit. 2023-06-06]. ISSN 0009-3068. DOI 10.1002/cind.8412_5.x.
- ↑ Dostupné online.
- ↑ a b c d e AREHART, Jay H.; NELSON, William S.; SRUBAR, Wil V. On the theoretical carbon storage and carbon sequestration potential of hempcrete. Journal of Cleaner Production. 2020-09, roč. 266, s. 121846. Dostupné online [cit. 2023-06-06]. ISSN 0959-6526. DOI 10.1016/j.jclepro.2020.121846.
- ↑ a b Archivovaná kopie [online]. [cit. 2023-06-06]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2023-06-06.
- ↑ Dostupné online.
- ↑ Dostupné online.
- ↑ a b 15557, 1839-11-05, ANSLIJN Nz. (Nic.). Art Sales Catalogues Online [online]. [cit. 2023-06-06]. Dostupné online.