Oι τάσεις που επικρατούν στις τεχνολογίες σκυροδέματος και η συμβολή τους στον περιορισμό του περιβαλλοντικού αποτυπώματός του. Ποιες καινοτομίες θα κυριαρχήσουν τα επόμενα χρόνια και κατά πόσο η Ελλάδα παρουσιάζεται έτοιμη να τις υιοθετήσει;
«Στην τεχνολογία σκυροδέματος αυτό που ουσιαστικά μας απασχολεί είναι το αποτύπωμα του διοξειδίου του άνθρακα, καθώς υπάρχει ένας οδικός χάρτης στην Ευρώπη που υπαγορεύει πως θα πρέπει να έχουμε φτάσει σε μηδενικό αποτύπωμα μέχρι το 2050 σε διάφορους τομείς, στους οποίους συμπεριλαμβάνεται και η δομική βιομηχανία» δηλώνει στο Construction ο Χρήστος Ζέρης, Καθηγητής και Διευθυντής του Εργαστηρίου Οπλισμένου Σκυροδέματος, του Τομέα Δομοστατικής Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ «Ενδιάμεσος σταθμός θεωρείται το 2030, όπου απαιτείται να έχουμε αγγίξει το 50% της μείωσης» συμπληρώνει.
Οι τεχνολογίες παραγωγής κλίνκερ αλλάζουν
«Η τσιμεντοβιομηχανία είναι μια ρυπογόνα βιομηχανία γενικώς, αφού όταν παράγουμε κλίνκερ απελευθερώνουμε το διοξείδιο του άνθρακα που έχει εγκλωβιστεί μέσα στον ασβεστόλιθο, μέσω αυτής της διαδικασίας παραγωγής» μας λέει ο κύριος Ζέρης, εξηγώντας μας πως δεν είναι μόνο τα καύσιμα που δημιουργούν ρύπο, όσο και η ίδια η διάσπαση του ασβεστόλιθου, που επιστρέφει διοξείδιο του άνθρακα πίσω στην ατμόσφαιρα.
«Πειραματιζόμαστε σε τεχνολογίες παραγωγής κλίνκερ που να μην είναι τόσο ρυπογόνες» αναφέρει, υπογραμμίζοντάς τη χρήση εναλλακτικών καύσιμων ή τα ανακυκλωμένα υλικά.
«Στην Ελλάδα διαθέτουμε διάφορα παραπροϊόντα από άλλες βιομηχανικές δραστηριότητες, που η βιομηχανία του τσιμέντου τα χρησιμοποιεί για να μειώσει τους υδρογονάνθρακες που καίει» διευκρινίζει.
«Η έρευνα στρέφεται και σε εναλλακτικές τεχνικές δημιουργίας τσιμεντοειδών υλικών στο τσιμεντάδικο, που να έχουν χαμηλότερο αποτύπωμα διοξειδίου του άνθρακα, δηλαδή εναλλακτικές πρώτες ύλες» μας πληροφορεί.
Έτοιμο το νέο τσιμέντο για την παραγωγή σκυροδέματος
«Αυτό που αφορά την Ελλάδα είναι η παραγωγή νέων τσιμέντων με χρήση συμβατικού κλίνκερ» αναφέρει ο κύριος Ζέρης, προσθέτοντας πως, σύμφωνα με το Ευρωπαικό πρότυπο ΕΝ197-5, μπορούμε πλέον να παράγουμε τσιμέντο με μειωμένη περιεκτικότητα σε κλίνκερ, αντικαθιστώντας το με άλλα τσιμεντοειδή υλικά.
«Διεθνώς κάτι τέτοιο εφαρμόζεται με χρήση ιπτάμενης τέφρας ή σκωρίας υψικαμίνου, ενώ εμείς εδώ, στην Ελλάδα, είμαστε έτοιμοι να περάσουμε στην παραγωγή ένα νέου τσιμέντου για την πλειονότητα των δομικών έργων, που θα έχει αντικατάσταση του κλίνκερ (το παραδοσιακό τσιμέντο Portland τύπου Ι )σε ένα μεγαλύτερο ποσοστό, από ποζολάνη καθώς και ψιλοτριμμένο άλευρο ασβεστόλιθου» μας λέει.
«Πηγαίνουμε έτσι σε τσιμέντα σύμφωνα με το ΕΝ197 Μέρος 5, με μεγαλύτερη αντικατάσταση σε κλίνκερ που θα έχουν μειωμένη περιεκτικότητα και, άρα, καλύτερη εικόνα στο ισοζύγιο ρύπων, κάτι που έχει ήδη έχει ήδη περάσει και έχει συζητηθεί για ενσωμάτωση στον Κανονισμό Τεχνολογίας Σκυρoδέματος» περιγράφει.
«Για τον σκοπό αυτό εκπονήθηκε και ένα πειραματικό πρόγραμμα συγκριτικών πειραμάτων στο Μετσόβιο και στο ΑΠΘ, με την καθηγήτρια κυρία Παπαγιάννη, όπου πρακτικά διερευνήσαμε κατά ποσό τα σκυροδέματα που παράγονται με το νέο τσιμέντο, δηλαδή τα συνήθη σκυροδέματα κατηγορίας C25, C30, είναι ισοδύναμα, σε όλες τις ιδιότητες τους, με τα αντίστοιχα που κυκλοφορούν στην αγορά και τελικά αποδεικνύεται ότι είναι» μας αποκαλύπτει τονίζοντας πως πλέον είναι θέμα θεσμοθέτησης να μπει στην παραγωγή και να αρχίσει να παράγεται μαζικά το νέο τσιμέντο.
Οι εξελίξεις στη χρήση ανακυκλωμένων αδρανών
«Ένας κλάδος εξοικονόμησης πόρων και ρύπων που επίσης αφορά την τεχνολογία είναι η ενσωμάτωση στο σκυρόδεμα επιλεγμένων αδρανών από ανακύκλωση από καθαιρέσεις (ΑΕΚΚ) και αφορά μια άλλη αιχμή της παραγωγής σκυροδέματος που οχλεί, γιατί χρειάζεται ενέργεια και εκλύει διοξείδιο» δηλώνει ο κος Ζέρης σημειώνοντας πως υπάρχει έρευνα και διεθνώς και παραγωγή ανακυκλωμένων αδρανών. Και στην Ελλάδα πλέον με βάση τη νομοθεσία έχουν γίνει μονάδες ανακύκλωσης παραπροιόντων από καθαίρεση δομικών έργων που διαχειρίζονται τα συμβατικά αποβλήτα (τα συνήθη μπάζα) και τα μεταρέπουν σε ΑΕΚΚ.
«Πρέπει, αφού επιλεγούν και καταστούν καθαρά αυτά τα αδρανή, και μετά από επιπλέον έρευνα συνθέσεων, να αρχίσουμε και εμείς να τα ανακυκλώνουμε στο σκυρόδεμα, προκειμένου να μειώσουμε και από εκεί το κόστος διοξεδίου του άνθρακα, καθώς και τη σπατάλη των πρώτων υλών», αναφέρει υπογραμμίζοντας πως κάτι τέτοιο, για να μπει στη δόμηση, έχει δρόμο αλλά δύναται να εφαρμοστεί σε άλλες χρήσεις όπως στην οδοστρωσία και στις υπόβασεις οδοστρωμάτων, εκεί που πρακτικά αντί να καταναλώνουμε νέο αδρανές, που έχει και κόστος αειφορίας, έχουμε τη δυνατότητα να ανακυκλώνουμε τα ήδη υπάρχοντα δικά μας». Ήδη η οδοποιία ανακυκλώνει, συμπληρώνει.
«Εν κατακλείδι, οι πρακτικά εφαρμόσιμες καινοτομίες στον τομέα της τεχνολογίας σκυροδέματος σήμερα θα είναι και τα καινούργια τσιμεντοειδή υλικά που θα ρυπαίνουν λιγότερο, είτε κάνοντας χρήση εναλλακτικών πηγών η ανακυκλώνοντας ένα ποσοστό υφιστάμενου υλικού στο αδρανές ή στο τσιμέντο είτε με βελτίωση της τεχνολογίας παραγωγής του ιδίου του τσιμέντου» δηλώνει.
Όπως αναφέρει, ακόμη και στα σκυροδέματα ήδη οι μονάδες ανακτούν ότι περισσεύει και δεν παραδίδεται στη δόμηση. «Τα πετάνε μέσα στη μονάδα, αυτά σπάνε όταν πετρώσουν, τα διαλύουν και τα στέλνουν πίσω στο εργοστάσιο ή στο λατομείο για να τριφτούν με τα αλλά αδρανή και να αντικατασταθεί υλικό για το νέο τσιμέντο» μας εξηγεί ο κύριος Ζέρης.
«Η ανακύκλωση αδρανών σιγά σιγά θα έρθει και σε εμάς» εκτιμά, τονίζοντας πως στην Ελλάδα τα φυσικά αδρανή μας είναι φτηνά και παντού. «Έχουμε πολύ ασβεστόλιθο και, μάλιστα, καλής ποιότητας, συνεπώς κρίνεται ακόμη ασύμφορο να ανακυκλώνουμε, αλλά και η ίδια παραγωγή ανακυκλωμένων δεν καλύπτει τη ζήτηση» μας λέει.
«Δεν έχουμε τόσες μονάδες και τόση καθαίρεση και διαλογή στην πηγή, ώστε να υπάρχει μια καλή, σταθερή παράδοση ανακυκλωμένου αδρανούς εδώ» αναλύει.
Στο ερευνητικό μικροσκόπιο το αυτοΪώμενο σκυρόδεμα
Σε ερευνητικό επίπεδο, για την παραγωγή σκυροδέματος, βρίσκονται οι εναλλακτικές χρήσεις χημικών προσθέτων, πάντα με θέμα την αειφορία, αναφέρει ο κος Ζέρης, υπογραμμίζοντας ως αιχμή δόρατος, τα σκυροδέματα μεγάλης διάρκειας ζωής, που θα είναι αυτό που λέμε αυτοϊώμενα, δηλαδή θα αυτογιατρεύονται.
«Μόλις πρόσφατα ανακαλύφτηκε αυτό πειραματικά στις ΗΠΑ (MIT), καθώς πάντα απασχολούσε ερευνητές μηχανικούς γιατί τα ρωμαϊκά ή τα αρχαία ελληνικά σκυροδέματα ήταν τόσο ανθεκτικά στη διάρκεια της ζωής τους» περιγράφει.
Η αυτοϊαση τίθεται σε έρευνα, ακόμη και το να χρησιμοποιούνται νανοκάψουλες ρητίνης ή και μικροοργανισμοί μέσα στη μάζα, τονίζει ο κύριος Ζέρης, αποκαλύπτοντάς μας πως ανάλογη έρευνα διεξάγει και ο καθηγητής Κ. Χαριτίδης της Σχολής Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ
«Οδηγούμαστε, έτσι, σε σκυροδέματα αδιαπερατά και μακρόβια και, φυσικά ,ανθεκτικά, καθώς όσο λιγότερο πορώδες είναι το υλικό, τόσο μεγαλύτερη ανθεκτικότητα έχει» σημειώνει.
«Στο οπλισμένο σκυρόδεμα, ο χάλυβας έχει αντοχή αλλά είναι επιρρεπής σε προβλήματα είτε λόγω πυρκαγιάς, λόγω διάβρωσης, αφού ένα έργο από οπλισμένο σκυρόδεμα καταστρέφεται σε βάθος χρόνου λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και, άρα, της σταδιακής διάβρωσης του χάλυβα» περιγράφει ο κος Ζέρης, υπογραμμίζοντας πως το σκυρόδεμα σε αυτήν την περίπτωση βοηθάει με το να αναιρεί τα όξινα που πανε να διαβρώσουν τον χάλυβα, κυρίως από τα χλωριόντα, και να καθυστερεί όσο μπορεί τη διάβρωση, διατηρώντας τη δυνατότητά της χημικής του προστασίας.
«Εναλλακτική λύση είναι να χρησιμοποιήσουμε εναλλακτικούς οπλισμούς που δεν διαβρώνονται, όπου προς τα εκεί πάμε σε σύνθετα πολυμερή» συμπληρώνει.
Στα σπάργανα η εκτύπωση στην Ελλάδα
Ο τρίτος πυλώνας έως το 2050 είναι η Μελέτη και κατασκευή του έργου. Ένας ανερχόμενος κλάδος στη μελέτη των έργων αφορά τα ΒΙΜ, που μειώνουν το κόστος σφαλμάτων και μπορούν να βελτιστοποιούν πολύ αποτελεσματικότερα το κόστος της κατασκευής.
«Σε ό,τι αφορά την τεχνολογία δόμησης, μια καινοτομία είναι η χωρική εκτύπωση μελών και δομημάτων από σκυρόδεμα» δηλώνει ο κύριος Ζέρης.
«Πλέον έχουμε εκτυπωτές και στο σκυρόδεμα, είτε στατικούς που τυπώνουν την κατασκευή με μια εκτυπωτική κεφαλή σε ένα ικρίωμα που κινείται στον χώρο και καθ’ ύψος ανεβαίνει και τυπωνει το έργο ή με κινητούς εκτυπωτές, δηλαδή ρομπότ σε ροδές που εκτοξεύει σκυρόδεμα και τυπώνει γύρω από οπλισμό δοκούς και προκάτ προϊόντα τυχόντος σχήματος» μας ενημερώνει, υπογραμμίζοντας πως αυτό είναι μια αιχμή που θα μας έρθει και θα επηρεάσει και την προκατασκευή.
«Η εκτυπωση είναι στα σπαργανα στην Ελλαδα» αναφέρει, αποκαλύπτοντας πως και το Πανεπιστήμιο της Πάτρας προβλέπεται να φτιάξει ένα κτίριο με εκτύπωση. Όπως μας λέει, γενικά, η 3D εκτύπωση είναι ένα πρότζεκτ που μπορεί να έχει μπει σε σχεδιασμό αλλά ακόμη βρίσκεται πιο πολύ σε επίπεδο επίδειξης.
Κλειδί της αειφορίας η μείωση του όγκου σκυροδέματος
«Το ζητούμενο στο μέλλον για το μειωμένο αποτύπωμα είναι η μείωση του όγκου σκυροδέματος στα έργα, αρά χρήση υψηλής επιτελεστικότητας σκυροδεμάτων μεγαλύτερης αντοχής και προκατασκευή, ώστε να μειωθεί η σπάταλη και να κατασκευάσουμε ένα μεγαλύτερο κομμάτι έργου σε ελεγχόμενες βιομηχανικές συνθήκες και μετά να το αναγείρουμε» μας λέει ο κύριος Ζέρης.
«Σύμφωνα με την ευρωπαϊκή οδηγία ένα 30% της μείωσης ρύπου στα δομικά ως το 2050 θα έρθει από τη χρήση υψηλότερης επιτελεστικότητας σκυροδεμάτων, δηλαδή κατηγορίες αντοχής τύπου C120» δηλώνει.
«C70 και C80 (ή και υψηλότερες) χρησιμοποιούνται ήδη αυτή στιγμή στην Ελλάδα. Παράγονται αλλά δεν υπάρχει ζήτηση για αυτές. Υπάρχει, όμως, η τεχνολογία και η τεχνογνωσία μέχρι και για C120 για παραγωγή και διαχείριση, διάθεση από τους παραγωγούς» συμπληρώνει.
Σιγά σιγά η ίδια η νομοθεσία, η τεχνολογία και οι δυνατότητες θα μας σπρώξουν να υιοθετήσουμε τέτοιες υψηλές αντοχές, για να μειώσουμε τον όγκο του σκυροδέματος, περιγράφει σημειώνοντας πως κάτι τέτοιο αφορά μεν το καθαρά δομικό κομμάτι αλλά, συγχρόνως, μπαίνουμε και σε εφαρμογή ειδικών τέτοιων σκυροδεμάτων σε επισκευές, ενισχύσεις.
«Ένα άλλο σκυρόδεμα με ειδικά χαρακτηριστικά είναι το φέρον ελαφροσκυρόδεμα. Έχουμε κάνει και εμείς ανάλογα πειράματα και το προωθούμε να περάσει τους κανονισμούς. Αυτή τη στιγμή χρησιμοποιούν φέρον ελαφροσκυρόδεμα από ελληνική κίσσηρη οι Γάλλοι και το πουλάνε ως οικολογικό σκυρόδεμα λόγω καλύτερης θερμομονωτικοτητας», μας πληροφορεί.
«Θεωρείται ενεργειακά αποδοτικό σκυρόδεμα, γιατί μειώνει το ενεργειακό κόστος λειτουργίας κατασκευής, όχι το κόστος δόμησης, και αρά το κτίριο χρειάζεται λιγότερη ενεργεια για να μονωθεί και να θερμανθεί, αφού έχει όλο το κέλυφος από μονωτικό σκυρόδεμα» σημειώνει. Στην Ελλάδα όμως, αυτό το όφελος συνδυάζεται επί πλέον και με μειωμένο κόστος δόμησης λόγω μειωμένων σεισμικών δράσεων.
«Τέλος, ένα σκυρόδεμα με ειδικά χαρακτηριστικά είναι το υδροπερατό σκυρόδεμα, ένα οικολογικό σκυρόδεμα που χρησιμοποιείται για την κάλυψη μεγάλων επιφανειών στο έδαφος. Πρόκειται για μια παλιά ιδέα, ένα σκυρόδεμα ‘μονού κλάσματος’ που δεν κλείνει, έχει αυξημένο πορώδες και, άρα, χαμηλότερη αντοχή αλλά αφήνει το νερό να τρέχει από μέσα» περιγράφει σημειώνοντας πως μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε στην κατασκευή αστικών οδοστρωμάτων ή παρκινγκ, ώστε να μη λιμνάζουν τα νερά πάνω ή να πλημμυρίσουν στην απορροή, όπως για παράδειγμα οι αστικές οδοί επάνω από μπαζωμένα ρέματα.
«Σαν χρήση σε πόλεις δημιουργεί καλύτερες βιοκλιματικές συνθήκες, γιατί προστατεύει από τα πλημμυρικά το χειμώνα, ενώ το καλοκαίρι κατακρατά υγρασία και δροσίζει στον καύσωνα, βελτιώνοντας έτσι τη συνθήκη διαβίωσης του πληθυσμού μέσα στην πόλη, στο επίπεδο του δρόμου» μας λέει.
«Το σκυρόδεμα συνιστά ένα πολύ ευέλικτο υλικό, οπότε η έρευνα συνεχίζεται σύμφωνα με τις δίκες μας ανάγκες και προϊόντα και, ασφαλώς, με εισαγόμενες και προσαρμοσμένες τεχνολογίες διεθνώς» αναφέρει ο κύριος Ζέρης τονίζοντας πως, συγχρόνως, και οι αντίστοιχοι Εθνικοί Κανονισμοί συντηρούνται και εξελίσσοντα».
Τα ανακυκλωμένα αδρανή υλικά στη βιομηχανία παραγωγής σκυροδέματος
«Η χρήση των ανακυκλωμένων αδρανών υλικών στην παραγωγή σκυροδέματος εφαρμόζεται εδώ και αρκετά χρόνια σε χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης καθώς επηρεάζει θετικά τη βιωσιμότητα των κατασκευών, την οικονομία και το περιβάλλον» δηλώνει στο Construction o Χαράλαμπος Κουρής, Γενικός Διευθυντής Βιώσιμης Ανάπτυξης Ομίλου ΗΡΑΚΛΗΣ.
«Η χρήση των ανακυκλωμένων αδρανών στον κατασκευαστικό κλάδο πρωτίστως μειώνει την ανάγκη για φυσικά υλικά και ενισχύει την εκτροπή τους από χώρους Υγειονομικής ταφής» αναφέρει, εξηγώντας μας πως συνήθως η παραγωγή τους απαιτεί λιγότερη ενέργεια σε σύγκριση με την εξόρυξη, την επεξεργασία ορυκτών πρώτων υλών και τη μεταφορά τους, είναι πάντα επωφελέστερη για το περιβάλλον και σε πολλές περιπτώσεις, η χρήση τους είναι και οικονομικά συμφέρουσα για τον τελικό καταναλωτή.
«Η ποιότητα των ανακυκλωμένων αδρανών υλικών είναι μεταβλητή, καθιστώντας τα κάποιες φορές όχι την προτιμητέα επιλογή για την παραγωγή δομικού σκυροδέματος» μας λέει, σημειώνοντας, όμως, πως παρόλα αυτά υπάρχουν χρήσεις όπως π.χ. σε μη δομικές κατασκευές που θα μπορούσαν κάλλιστα να αξιοποιηθούν χωρίς περιορισμούς.
«Η διαχείριση τους, συμπεριλαμβανομένης της συλλογής, της μεταφοράς και της επεξεργασίας τους, απαιτεί συμμόρφωση με τεχνολογίες και κανονισμούς ώστε αυτά να μπορούν να αντικαταστήσουν εν μέρει ή ακόμη και εν όλο τα φυσικά υλικά» διευκρινίζει.
«Συνολικά, η χρήση ανακυκλωμένων αδρανών υλικών στη βιομηχανία παραγωγής σκυροδέματος μπορεί να αποτελέσει σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της βιώσιμης κατασκευής, απαιτεί όμως προσεκτική αξιολόγηση και διαχείριση ώστε αφενός μεν να αξιοποιηθούν τα οφέλη που προσφέρει αφετέρου δε να αντιμετωπιστούν αποτελεσματικά και οι αντίστοιχες προκλήσεις» καταλήγει ο κος Κουρής.