Láva ako stavebný materiál budúcnosti? Sopečný popol, pemza aj čadič majú obrovský potenciál pre stavebný priemysel

V oblasti alternatívnych stavebných materiálov sa začal skloňovať názov Lavaforming. Tento koncept je založený na tom, že láva, ktorá vyteká zo sopky, ak má správny smer, môže byť použitá pri položení základov nielen budov, ale celých miest.

Poznáte výhody Klubu ASB? Stačí bezplatná registrácia a získate sektorové analýzy slovenského stavebníctva s rebríčkami firiem ⟶

Existujú dva rôzne spôsoby, ako využiť prúdiacu lávu. Prvý prístup zahŕňa vykonávanie vrtov, vďaka ktorým roztavená láva dosiahne zemský povrch. Len čo začne láva vybuchovať, bude odvedená riadenými cestami do výrobných zariadení, kde bude spracovávaná na stavebný materiál.

Druhý spôsob navrhuje využitie 3D tlače. Láva, ktorá pri erupcii prúdi, by mohla byť nasmerovaná do špeciálnych 3D tlačiarní schopných zadržať roztavenú lávu a premeniť ju na vrstvy stavebného materiálu. Projekt bude predstavený na Bienále architektúry 2025, medzinárodnej výstave, ktorá sa bude konať  v Benátkach a začne sa 10. mája.

Ak však nehovoríme o využití tekutej lávy, vulkanické materiály možno v stavebníctve využiť už teraz. Sopečný popol, pemza a čadič… Tieto materiály majú obrovský potenciál pre stavebný priemysel, a to predovšetkým vďaka svojim jedinečným fyzikálnym vlastnostiam, dostupnosti a ekologickým výhodám. Tieto materiály, ktoré vznikajú pri sopečných erupciách, môžu byť pri správnom spracovaní použité ako trvalo udržateľná surovina. Pozrime sa ako.

Ľahké, izolujúce stavebné suroviny

Jedným z hlavných prínosov lávy, konkrétne sopečného popola a pemzy, je ich nízka hmotnosť a vynikajúce izolačné vlastnosti. Sopečný popol a pemza sú porézne, čo z nich robí ideálne materiály na výrobu ľahkého betónu, ktorý má nízku hustotu, ale pritom si zachováva pevnosť.

Taký betón poskytuje lepšiu tepelnú izoláciu, čo vedie k zníženiu nákladov na vykurovanie a klimatizáciu budov. Vďaka poréznej štruktúre môžu tieto materiály výrazne zlepšiť energetickú efektivitu budov, čo je kľúčový faktor v boji proti klimatickým zmenám.

Navyše, ľahké stavené bloky alebo panely z vulkanických materiálov uľahčujú stavebné práce, pretože znižujú zaťaženie konštrukcií, čo umožňuje navrhovať štíhlejšie a efektívnejšie stavebné prvky. To sa môže prejaviť nižšou spotrebou ďalších stavebných materiálov, ako je oceľ a tradičný betón, čo prespieva k udržateľnosti stavby.

Čadičové vlákna, alternatíva k oceli

Ďalším produktom vulkanických procesov je čadič – materiál s výnimočnou pevnosťou a odolnosťou proti korózii. Čadič možno spracovať na čadičové vlákna, ktoré majú pevnosť porovnateľnú s oceľou, ale sú výrazne ľahšie a odolnejšie proti chemickému opotrebovaniu a teplotným zmenám. Čadičové vlákna môžu byť použité ako alternatíva k oceľovým výstužiam v betóne, čo prináša množstvo výhod.

• Čadičové vlákna nekorodujú, čo eliminuje nutnosť údržby spôsobenej koróziou, ktorá je jedným z hlavných faktorov degradácie tradičných betónových konštrukcií.
• Sú ľahšie ako oceľ, čo znižuje zaťaženie konštrukcií a uľahčuje manipuláciu a inštaláciu.
• Výroba čadičových vlákien má nižšiu uhlíkovú stopu ako výroba ocele, čo prispieva k celkovému zníženiu emisií CO₂ v stavebníctve.

Použitie čadičových vlákien môže výrazne zvýšiť životnosť stavebných konštrukcií, čo znamená nižšiu spotrebu surovín a energií na opravy a údržbu a následne dlhodobú udržateľnosť stavieb.

Popol ako prímes do betónu

Jedným z najväčších ekologických problémov stavebníctva je produkcia tradičného cementu, ktorý je kľúčovou zložkou betónu. Výroba cementu je spojená s vysokými emisiami CO₂ – približne 8 % svetových emisií tohto plynu pochádza z cementární. Vulkanický popol môže slúžiť ako prímes do betónu, čím sa zníži množstvo použitého cementu, a teda aj uhlíková stopa výsledného produktu.

Vulkanický popol môže zlepšiť vlastnosti betónu tým, že:

• zvyšuje trvanlivosť a pevnosť betónu vďaka svojej reaktivite, čo vedie k lepšiemu vyplneniu pórov a menšej priepustnosti vody;
• znižuje produkciu tepla pri tuhnutí betónu, čo je výhodné predovšetkým pri masívnych betónových konštrukciách, kde by tradičný betón mohol spôsobiť praskanie v dôsledku nadmerného tepla vznikajúceho v priebehu hydratácie cementu.

Táto substitúcia cementu sopečným popolom zvyšuje trvanlivosť betónových konštrukcií a znižuje spotrebu prírodných zdrojov potrebných na výrobu cementu, čo prináša ekologické aj ekonomické výhody.

Ekologický posypový materiál a filtračné médium

Rozomletý lávový kameň a vulkanický popol majú vysokú pórovitosť a výnimočné filtračné vlastnosti, sú tak vynikajúce pre využitie v inžinierskych aplikáciách. Lávové materiály možno využiť ako filtračné médium na čistenie odpadových vôd alebo v drenážnych vrstvách stavieb, kde pomáhajú zachytiť nečistoty a zaisťujú efektívne odvádzanie vody. Tieto materiály sú navyše ekologické a neškodia životnému prostrediu.

Lávový štrk môže byť tiež použitý ako posypový materiál na cesty a chodníky. Na rozdiel od tradičnej soli neškodí rastlinám, neovplyvňuje koróziu stavebných materiálov a zabezpečuje dobré trenie na šmykľavom povrchu. Použitie lávového posypu tak nielenže zlepšuje bezpečnosť, ale aj znižuje negatívny vplyv na okolité prostredie.

Trvanlivosť a odolnosť

Vulkanické materiály sú z hľadiska prírodných vlastností veľmi odolné proti poveternostným vplyvom, chemikáliám a teplotným výkyvom, to im umožňuje zachovať si stabilitu a dlhú životnosť aj vo veľmi náročných podmienkach. Stavby z vulkanických materiálov tam môžu vyžadovať menej údržby a vydržať dlhšie, čo znižuje potrebu častých rekonštrukcií a spotrebu ďalších zdrojov.

Vďaka svojej trvanlivosti sa lávové a vulkanické materiály využívajú aj ako stavebné kamene v mimoriadne namáhaných konštrukciách, ako sú mosty, tunely a základy budov. Napríklad čadič, ktorý je odolný proti extrémnym teplotám i chemickým látkam, sa môže používať ako obkladový materiál alebo základ pre stavebné prvky s vysokými nárokmi na pevnosť.

Príležitosť pre lokálne stavebníctvo?

V oblastiach, kde sú vulkanické materiály ľahko dostupné, môžu tieto zdroje priniesť značnú ekonomickú výhodu a znížiť náklady na dovoz tradičných stavebných surovín. Týmto spôsobom môžu vulkanické materiály prispieť k lokálnej samoobnove, čo má pozitívny vplyv na miestnu ekonomiku a podporuje udržateľný rozvoj.

Výroba stavených produktov z lokálne dostupných materiálov skracuje dopravné reťazce, čím dochádza k znižovaniu emisií spojených s prepravou. Navyše, ak sú tieto produkty vyrobené lokálne, môžu byť prispôsobené špecifickým klimatickým podmienkam a požiadavkám danej oblasti, čo prispieva k celkovej udržateľnosti staveného sektora.