Бетон — самый распространенный строительный материал в мире. Мы гуляем среди бетонных зданий и ездим по асфальтированным дорогам. Только представьте: на каждого жителя земли приходится около 3 тонн бетона.
Однако этот материал несет колоссальную угрозу для окружающей среды: и на каждом этапе его производства, и на протяжении многих лет эксплуатации бетонных зданий и дорог. Чем опасен бетон для нашей планеты и существует ли экологичная альтернатива этому материалу, расскажем в нашей статье.
Минус вода и песок
В состав бетона входят цемент, щебень, песок и вода. Таким образом, многие ресурсы Земли оказываются под угрозой.
Для производства бетона подходит не любой песок, а только обкатанный водой, то есть морской или речной, потому что такие песчинки лучше крепятся друг к другу. Человечество использует такой песок быстрее, чем природа может его восполнить, из-за чего возникает дефицит. Уточним, что в России для производства бетона используется карьерный песок, но глобальная проблема его нехватки от этого не становится меньше.
С водой дела обстоят не лучше. В 2012 году 9% всей использованной человечеством воды ушло на производство бетона и по прогнозам, эта цифра будет только расти. К 2050 году 75% всей воды, необходимой для производства бетона, будет использоваться в развивающихся странах, тогда как, например, в Индии жителям не хватает воды даже для питья.
Цемент = CO2
Цемент для бетона готовиться путем измельчения клинкера и гипса. Для получения клинкера глину и известняк нагревают до 1400°C. Это требует больших затрат энергии, а значит, выделения большого количества углекислого газа, который попадает в атмосферу.
Что же происходит после того, как бетон уже залит, здания построены, и дороги забетонированы?
Как бетон меняет климат городов
В жару бетонные города нагреваются гораздо быстрее сельских домов, где этот материал почти не используется. Таким образом разница температур между городом и расположенной рядом сельской местностью может достигать 5°C. Этот феномен называется «городской остров тепла». А в городах с миллионным населением разница может быть еще больше. Это приводит к повышенному потреблению электричества для работы кондиционеров и вентиляторов, что провоцирует дополнительный выброс углекислого газа. Возникает «петля обратной связи»: увеличение температуры способствует еще большему росту температуры.
Экологичная альтернатива
Группа ученых, инженеров и дизайнеров из Центра биотехнологии в искусственной среде Ньюкаслского университета, Великобритания, нашла способ выращивания строительных материалов из грибного мицелия.
Споры грибов объединили со структурами для роста и зерновыми источниками пищи. Затем упаковали смесь в нужную форму и оставили в теплом, темном и влажном месте. По мере роста мицелий плотно связывал материалы вокруг себя, но высыхал до того, как начинали прорастать грибы. Метод обнаружил только один недостаток: зависимость от поступления кислорода, который необходим для роста и развития мицелия.
Тогда исследователи обратились за помощью к текстильной промышленности и создали вязаные формы из мериносовой шерсти.
Они получились гораздо более легкие, гибкие, к тому же очень прочные.
Новый композит из пасты мицелия, бумажного порошка и волокон, глицерина, ксантановой камеди и воды ввели в вязаную опалубку, натянутую на жесткий каркас. По мере высыхания, материал, который исследователи назвали микобетоном, укреплялся и принимал форму.
В деле он оказался прочнее всех существующих материалов из мицелия. К тому же, он адаптируется к разным формам, и является легким и экологически чистым.
Таким образом использование мицелия позволяет создавать материалы, которые лучше соответствуют требованиям архитектурных пространств. Кроме того, эти материалы обладают отличными механическими характеристиками и могут использоваться для разных видов нагрузок. И вскоре это может стать многообещающей альтернативой для строительных проектов.