Láva jako stavební materiál budoucnosti

V oblasti alternativních stavebních materiálů se začal skloňovat název Lavaforming, – koncept je založen na tom, že láva vytékající ze sopky, pokud má správný směr, může být použita k položení základů nejen budov, ale celých měst.

Existují dva možné způsoby, jak využít proudící lávu. První přístup zahrnuje vrtání vrtů k dosažení roztavené lávy na zemský povrch. Jakmile začne láva vybuchovat, bude vedena řízenými cestami do výrobních zařízení, kde bude zpracována na stavební materiál.

Druhý způsob navrhuje použití 3D tisku. Láva proudící při erupci by mohla být nasměrována do speciálních 3D tiskáren schopných podržet roztavenou lávu a přeměnit ji na vrstvy stavebního materiálu. Projekt bude představen na Biennale Architettura 2025, mezinárodní výstavě architektury, která se bude konat příští rok v Benátkách.

Pokud se ale oprostíme od využití tekuté lávy, vulkanické materiály lze ve stavebnictví využít již nyní. Sopečný popel, pemza a čedič… tyto materiály obrovský potenciál pro stavební průmysl, a to především díky svým jedinečným fyzikálním vlastnostem, dostupnosti a ekologickým výhodám. Tyto materiály, které vznikají při sopečných erupcích, mohou být při správném zpracování použity jako trvale udržitelná surovina. Podívejme se na to jak…

Lehké, izolující stavební suroviny

Jedním z hlavních přínosů lávy, konkrétně sopečného popela a pemzy, je jejich nízká hmotnost a vynikající izolační vlastnosti. Sopečný popel a pemza jsou porézní, což z nich činí ideální materiály pro výrobu lehkého betonu, který má nízkou hustotu, ale přitom zachovává dobrou pevnost. Takový beton poskytuje lepší tepelnou izolaci, což vede ke snížení nákladů na vytápění a klimatizaci budov. Díky porézní struktuře mohou tyto materiály výrazně zlepšit energetickou efektivitu budov, což je klíčový faktor v boji proti klimatickým změnám.

Navíc lehké stavební bloky nebo panely z vulkanických materiálů usnadňují stavební práce, protože snižují zatížení konstrukcí, což umožňuje navrhovat štíhlejší a efektivnější stavební prvky. To se může projevit nižší spotřebou dalších stavebních materiálů, jako je ocel a tradiční beton, což přispívá k udržitelnosti stavby.

Čedičová vlákna: alternativa k oceli

Dalším produktem vulkanických procesů je čedič – materiál s výjimečnou pevností a odolností vůči korozi. Čedič lze zpracovat na čedičová vlákna, která mají pevnost srovnatelnou s ocelí, ale jsou výrazně lehčí a odolnější vůči chemickému opotřebení a teplotním změnám. Čedičová vlákna mohou být použita jako alternativa k ocelovým výztužím v betonu, což vede k řadě výhod.

• Čedičová vlákna nekorodují, což eliminuje nutnost údržby způsobené korozí, která je jedním z hlavních faktorů degradace tradičních betonových konstrukcí.
• Jsou lehčí než ocel, což snižuje zatížení konstrukcí a také usnadňuje manipulaci a instalaci.
• Výroba čedičových vláken má nižší uhlíkovou stopu než výroba oceli, což přispívá k celkovému snížení emisí CO₂ ve stavebnictví.

Použití čedičových vláken může výrazně zvýšit životnost stavebních konstrukcí, což znamená nižší spotřebu surovin a energií na opravy a údržbu, a tím přispět k dlouhodobé udržitelnosti staveb.

Popel jako příměs do betonu

Jedním z největších ekologických problémů stavebnictví je produkce tradičního cementu, který je klíčovou složkou betonu. Výroba cementu je spojena s vysokými emisemi CO₂ – přibližně 8 % světových emisí tohoto plynu pochází z cementáren. Vulkanický popel může sloužit jako příměs do betonu, čímž se sníží množství použitého cementu, a tedy i uhlíková stopa výsledného produktu.

Vulkanický popel může zlepšit vlastnosti betonu tím, že:

• zvyšuje trvanlivost a pevnost betonu díky své reaktivitě, což vede k lepšímu vyplnění pórů a menší propustnosti vody;
• snižuje produkci tepla při tuhnutí betonu, což je výhodné zejména u masivních betonových konstrukcí, kde by tradiční beton mohl způsobit praskání v důsledku nadměrného tepla vznikajícího během hydratace cementu.

Tato substituce cementu sopečným popelem zvyšuje trvanlivost betonových konstrukcí a snižuje spotřebu přírodních zdrojů potřebných pro výrobu cementu, což přináší ekologické i ekonomické výhody.

Ekologický posypový materiál a filtrační médium

Rozemletý lávový kámen a vulkanický popel mají vysokou pórovitost a vynikající filtrační vlastnosti, což je činí ideálními pro využití v inženýrských aplikacích. Lávové materiály lze využít jako filtrační médium pro čištění odpadních vod nebo v drenážních vrstvách staveb, kde pomáhají zachytit nečistoty a zajišťují efektivní odvádění vody. Tyto materiály jsou navíc ekologické a neškodí životnímu prostředí.

Lávový štěrk může být také použit jako posypový materiál na cesty a chodníky. Na rozdíl od tradiční soli neškodí rostlinám, nepůsobí korozi na stavební materiály a poskytuje dobré tření na kluzkém povrchu. Použití lávového posypu tak nejen zlepšuje bezpečnost, ale také snižuje negativní dopady na okolní prostředí.

Trvanlivost a odolnost

Vulkanické materiály jsou z hlediska přírodních vlastností velmi odolné vůči povětrnostním vlivům, chemikáliím a teplotním výkyvům. To jim umožňuje zachovat si stabilitu a dlouhou životnost i ve velmi náročných podmínkách. Stavby z vulkanických materiálů tak mohou vyžadovat méně údržby a vydržet déle, což snižuje potřebu častých rekonstrukcí a spotřebu dalších zdrojů.

Díky své trvanlivosti se lávové a vulkanické materiály využívají také jako stavební kameny ve vysoce namáhaných konstrukcích, jako jsou mosty, tunely a základy budov. Například čedič, který je odolný vůči extrémním teplotám i chemickým látkám, se může používat jako obkladový materiál nebo základ pro stavební prvky s vysokými nároky na pevnost.

Příležitost pro lokální stavebnictví?

V oblastech, kde jsou vulkanické materiály snadno dostupné, mohou tyto zdroje přinést značnou ekonomickou výhodu a snížit náklady na dovoz tradičních stavebních surovin. Tímto způsobem mohou vulkanické materiály přispět k lokální sebeobnově, což má pozitivní dopad na místní ekonomiku a podporuje udržitelný rozvoj.

Výroba stavebních produktů z lokálně dostupných materiálů zkracuje dopravní řetězce, čímž dochází ke snižování emisí spojených s přepravou. Navíc, pokud jsou tyto produkty vyrobeny lokálně, mohou být přizpůsobeny specifickým klimatickým podmínkám a požadavkům dané oblasti, což přispívá k celkové udržitelnosti stavebního sektoru.