Дослідницький проект RCC2: економія CO2 до 80 відсотків можлива в будівництві за допомогою інноваційного бетону

Над дослідницьким проектом RCC2 працював міжгалузевий консорціум у складі компаній STRABAG Real Estate, Doka, Romm ZT, Mischek ZT, bauXund, CarStorCon Technologies, MPA Hartl та виробників бетону Asamer, Holcim und Wopfinger. Спільною метою було подолання технічних, правових та економічних перешкод на шляху до створення бетону зі зниженим вмістом CO₂-та прокласти шлях до "кліматично дружнього" будівельного матеріалу на будівельних майданчиках Австрії.

У попередньому проєкті RCC (Reduced Carbon Concrete) консорціум досліджував практичне використання бетонних сумішей зі зниженим вмістом вуглецю на будівельних майданчиках ще у 2021 році. Порівняно зі звичайним бетоном, бетон проекту RCC має значно менший вуглецевий слід, але має один недолік: затвердіння відбувається довше, особливо за низьких зовнішніх температур. На практиці це призводить до збільшення тривалості будівництва та збільшення витрат, оскільки, наприклад, демонтаж може затягнутися і як наслідок опалубка довше використовується на будівельному майданчику.

Фокус на циклі використання опалубки
Центральним об'єктом дослідження є функціональний прототип опалубки з інтелектуальним підігрівом, розроблений компанією Doka. Така опалубка призначена для компенсації уповільненого набору міцності RCC-бетону при низьких температурах навколишнього середовища. Електричний обігрів опалубки також споживає енергію, виробництво якої, в свою чергу, призводить до викидів CO₂ – про що знають учасники проекту. Це очевидне "протиріччя" може бути нейтралізоване за рахунок використання електроенергії з відновлюваних джерел енергії та розумного використання обігріву для цього компонента. Тому оцінка циклу використання опалубки з підігрівом бетону зі зниженим вмістом клінкеру є важливим ключем до оцінки стійкості та розумного використання інноваційних сумішей RCC.

У рамках проекту також було проведено дослідження того, як ці інноваційні суміші бетону можуть бути вдосконалені для забезпечення ще вищого рівня екологічності, використовуючи додавання технічного вуглецю на основі біовугілля.

Комплексна серія випробувань
Команда проекту провела комплексну серію випробувань, які імітували літні та зимові умови застосування бетону. Кожна серія випробувань включала в себе елементи підлоги та стін та випробовувала 3 різні суміші бетону: стандартний бетон (як еталон), бетонна суміш зі зниженим вмістом CO₂ (RCC2) та бетонна суміш зі зниженим вмістом CO₂-з технічним вуглецем (RCC2+). Всі компоненти контролювалися в лабораторії відповідно до стандартів, а їх зміни температури фіксувалися та були задокументовані за допомогою системи моніторингу температури бетону Doka Concremote. Це дозволило партнерам проекту в будь-який момент робити висновки про динаміку набору міцності окремих сумішей.

Результати дослідження сумішей бетону зі зниженим вмістом CO₂
Відправною точкою для зимових випробувань є референтні значення з літньої серії випробувань: тут всі випробувані бетонні суміші досягли необхідної міцності для зняття опалубки через 24 години. Через затримку набору міцності RCC-бетонів у зимових випробуваннях було створено по одному комплекту опалубки з підігрівом на кожну бетонну суміш, а також по комплекту опалубки без підгріву з опалубкою з підігрівом і без опалубки з підігрівом.

Випробування чітко показали, що під час зимових випробувань при низьких температурах навколишнього середовища опалубка з підігрівом стала вирішальним фактором у забезпеченні набору міцності RCC-бетонів. Таким чином, можна уникнути пошкодження бетонних компонентів, яке могло б статися через температурні умови нижче 0 градусів за Цельсієм.

Крім того, можна відзначити, що бетон зі зниженим вмістом клінкеру, особливо з додаванням технічного вуглецю, має потенціал для значного покращення вуглецевого сліду бетону. Для перевіреної рецептури бетону RCC2+ (з технічним вуглецем) потенціал економії CO₂ порівняно з еталонним бетоном становить близько 80% для стель (без підігріву). За зимових температур із підтримкою опалубки з підігрівом потенціал зниження CO₂ бетону RCC2+ все ще становить 67%.

Випробування функціонального прототипу інтелектуальної опалубки з підігрівом від Doka створюють важливу перспективу для використання в промисловості бетону зі зниженим вмістом CO₂ і кліматично нейтрального бетону незалежно від температури, умов на будівельному майданчику і, в залежності від ходу будівництва, також без збільшення витрат часу на розпалубку.

SOLEY - пілотний проект з RCC-бетоном у житловому будівництві
Компанія STRABAG Real Estate будує новаторський енергетичний та кліматичний демонстраційний проект на вулиці Лейштрассе у Відні, Бригіттау за проектом SOLEY: вперше в сучасному житловому будівництві використовується бетон зі зниженим вмістом CO₂. Крім того, будинок забезпечується електроенергією за допомогою фотоелектричної системи з акумуляторною батареєю, а також не залежить від викопного палива в плані опалення завдяки тепловому насосу на основі ґрунтових вод.

Співпраця в рамках галузі
Завдяки своїм унікальним структурним і фізичним властивостям, бетон як будівельний матеріал у майбутньому нікуди не подінеться. Не викликає сумнівів і той факт, що радикальне скорочення викидів CO₂ з бетону є одним з найактуальніших екологічних завдань у будівельному секторі. Тому дослідники, промисловість і політики працюють над різними рішеннями, такими як скорочення використання клінкеру, процеси кругообігу CO₂ або програми уловлювання вуглецю.

Дослідницький проект RCC2 підкреслює важливість співпраці в галузі. Співпраця різних експертів створює інноваційні способи декарбонізації найважливішого будівельного матеріалу без шкоди для його експлуатаційних характеристик.

Роберт Хаузер, генеральний директор Doka GmbH: Дослідницький проект RCC2 є важливим етапом в дослідженні безпечного для клімату будівництва з бетону. Але якщо ми хочемо використовувати бетон зі зниженим вмістом CO₂-ефективно та безпечно на будівництві, нам також доведеться мати справу з опалубкою. Тому наша увага зосереджена на інноваціях у зв’язку між опалубкою та бетоном, щоб сприяти декарбонізації будівництва в рамках нашої цілі Net-Zero 2040.