Mi az üvegbeton? Miért innovatív építőelem? Mennyire fenntartható?

Az üvegbeton lehet az egyik nagy „lépés” a fenntartható építőipar felé vezető úton. Ráadásul amikor üvegbetonról beszélünk, rögtön két eltérő típust említünk, amelyik közül az egyik egy egészen új magyar találmány.

Nem mindegy ugyanis, hogy egy fényáteresztő, dekorációra és építkezésre egyaránt használható üvegbetonról, vagy egy olyan betonról beszélünk, amelyiknek az anyagába üvegmorzsalékot kevernek és így kapnak üvegbetont.

Mivel mindkettő környezettudatos anyag, ezért cikkünkben egyaránt bemutatjuk mind a magyar üvegbetont, mind a külföldi névrokonát.

Mi az az üvegbeton? Miért számít innovatív építőanyagnak?

Kezdjük először a hagyományos változattal, amikor is a hulladék üveget hasznosítják újra, és készítenek belőle adalékanyagot.

Az üvegbeton az expozíciós beton egy különleges változata, amelynek felszínén látható üvegdarabkák különösen vonzó megjelenést kölcsönöznek. Különösen nappali fényben lenyűgöző fényhatások érhetők el így, ami egyedülállóan élettel teli felületet ad a betonnak.

Ettől a megoldástól azonban jelentősen eltér a magyar üvegbeton.

Litracon – a magyar üvegbeton

A Litracon® – fényáteresztő beton termékek egyre szélesebb körben alkalmazhatóak az építészet és a dizájn számos területén, kihasználva a fényátvitel egyedülálló lehetőségeit. Az innovatív anyagot Losonczi Áron építészmérnök találta fel és fejleszti 2001 óta, ezzel forradalmasítva az építőanyagok világát.

Litracon Classic®

A Litracon Classic®, az itthon üvegbetonként ismert áttetsző építőanyag, 2001-ben született meg. A Litracon egy olyan anyag, amelyben milliónyi aprócska optikai szál szövődik össze a betonnal, így a fény lágyan szűrődik át a falakon. Egyszerre építőanyag, és innovatív megoldás, amely a természetes fény játékával varázsolja el a tereket.

A Litracon különlegessége abban rejlik, hogy a szálak tökéletesen integrálódnak a betonba, így a felület homogén, egyenletes. Ezzel szemben a korábbi üveg-beton megoldások gyakran idegen elemként tűntek fel az épületekben. A Litraconnal azonban egy olyan anyagot kapunk, amely egyszerre modern és időtlen, és amelynek megjelenése időtálló.

A találmány gyorsan világhírűvé vált, és számos nemzetközi cikk számolt be róla. A TIME magazin a 2004-es év legfontosabb találmányai közé sorolta.

A Litracon® termékekkel az építészet új dimenziót nyitott meg, amely lehetővé teszi a fény és az anyag innovatív együttesét.

Ki találta fel az üvegbetont?

Azt az eljárást, amelynek során különféle adalékanyagokat kevernek a nyers betonhoz, már az ókorban elkezdték használni. A rómaiak „élő betonja” például olyan sajátosságokkal bír, amelyek a modern anyagtudomány számára is figyelemreméltók.

A magyar üvegbeton feltalálója: Losonczi Áron

Losonczi Áron, az 1977-ben született, tehetséges építészmérnök, aki a Műegyetemen szerezte diplomáját, már korán felismerte az építészetben rejlő lehetőségeket. A svéd fővárosban töltött éveiben, a kortárs építészet egyik fellegvárában, egy olyan innovatív ötlet fogalmazódott meg benne, amely forradalmasíthatja az épületek világát: a fényáteresztő beton.

Ez a merész elképzelés nem maradt puszta álom. Áron 2002-ben szabadalmaztatta találmányát, ezzel is bizonyítva, hogy a magyar innováció a világ élvonalában járhat.

2004-ben alapította meg a csongrádi székhelyű Litracon Kft-t, amely a termék fejlesztésével, gyártásával és értékesítésével foglalkozik. 2007-ben megalkotta a Litracon pXL-t. Munkáját számos díjjal ismerték el:

• Magyar Örökség Díj – 2014
• Az Év Példaképe, Innovációs különdíj – 2013
• Gábor Dénes Díj – 2011
• Márciusi Ifjak Díj – 2010
• A Csongrád Megyei Közgyűlés Alkotói Díja – 2009
• Ernst&Young: „Merész Újító” különdíj – 2008
• Pro Urbe Csongrád – 2005
• BME Építészmérnöki Kar, Diplomadíj – 2001

2009-ben a Kreativitás és Innováció Európai Évének Nagykövetévé választották.

Az amerikai üvegbeton adalék, a Pozzotive

A pozzotive egy forradalmi anyag, amelyet újrahasznosított, háztartási üveghulladékból készítenek, és beton adalékanyaként vagy ipari töltőanyagként használható. Ez a környezetbarát megoldás jelentősen csökkenti a beton előállításával járó szén-dioxid-kibocsátást, miközben biztonságosabb és hatékonyabb alternatívát kínál az építőipar számára.

A pozzotive-val dúsított beton nem csak tartósabb, de minőségében is felülmúlja a hagyományos megoldásokat. Jobb ellenállást mutat a környezeti hatásokkal szemben, mint például a kloridok, a szulfátok és a fagyás-olvadás ciklusok (mert igen, az üvegbeton is képes túlélni egy kemény telet!). Ezáltal hosszabb élettartamot biztosít, és kevesebb karbantartást igényel, ami tovább csökkenti a környezeti terhelést.

A pozzotive a körforgásos gazdaság egyik legjobb példája, hiszen helyben gyűjtött és feldolgozott háztartási üveghulladékból készül, majd regionális építési projektekben használják fel. Ezzel nemcsak a szállításból eredő károsanyag-kibocsátás csökken, de kevesebb hulladék kerül a szeméttelepekre is, miközben a helyi gazdaságokat is erősíti.

Mik az előnyei, hátrányai az üvegbetonnak?

Egy indiai tudósok által végzett kísérlet bemutatta a hulladék üvegporral készült beton tulajdonságait, amelyet cement helyettesítő anyagként használtak. A hulladékok vagy melléktermékek betonban történő felhasználásának számos előnye van, többek között javíthatja a beton tulajdonságait.

Egyértelmű előny: több hulladéküveg használható fel

A gazdasági ösztönzők és a környezeti előnyök, például a csökkentett szénlábnyom, szintén a hulladékok betonban való felhasználásának okai közé tartoznak. Ezek az anyagok széles körben felhasználhatók az építési költségek csökkentésére, valamint az építmények szilárdságának javítására.

A munkájuk a hulladék üvegpor cement- és homokhelyettesítő anyagként való alkalmazásának hatását vizsgálta a betonban. Az üveg az önkormányzati szilárd hulladékáram mintegy 5%-át teszi ki, de ennek csak kis százalékát hasznosítják újra. Ezért elengedhetetlen az üveg cementhelyettesítő anyagként való potenciáljának kihasználása.

A hulladék üveg körülbelül 72,5% SiO2-t tartalmaz, amikor 600 μm finomságúra őrlik, a benne lévő SiO2 a cement alkálijaival reagálva cementképző termékeket hoz létre. Ezek a termékek hozzájárulnak a beton szilárdságához és tartósságához.

Az üvegport részlegesen helyettesítették 5%, 10%, 15%, 20%, 25% homokkal, és megvizsgálták a nyomószilárdságát, süllyedését, munkaképességét és alkálitesztjét, majd összehasonlították a hagyományos betonnal.

Az eredmények alapján megállapítható volt, hogy a 20% üveghelyettesítés akár 45%-kal is növelheti a szilárdságot (M20 esetén), ami nagyon kedvező és előnyös megoldás.

Kisebb hátrány: bizonyos összetételeknél csökkenti a beton szilárdságát

A negatív oldalakat tekintve, a sima felület és az üvegrészecskék mikrotörései károsíthatják a beton megszilárdult tulajdonságait. A durva adalékanyag hulladék üveggel való helyettesítése az anyag nyomószilárdságának csökkenését eredményezheti.

Azonban azáltal, hogy szabályozzuk a cement mennyiségét és növeljük a paszta térfogatát, enyhíthetők az üveg betonban való felhasználásának kedvezőtlen hatásai. Az ilyen típusú innovációk és optimalizációk jelentős lépést jelentenek a fenntartható építőanyagok fejlesztésében, és hozzájárulnak egy környezettudatosabb jövő megteremtéséhez.

Mire lehet használni az üvegbetont?

A korábban említett magyar és amerikai találmányon kívül akad más megközelítés is az üveg hasznosítására a beton készítésében. A németországi Hering Csoport a Siegeni Egyetemmel együttműködve kutatott egy módszert a tartós és stabil betonformulációk előállítására, amelyekhez valódi üveget adnak.

A tesztek során a tudóscsapat megtalálta az optimális keverési arányt: a tesztelt üvegtípusok közül nyolc gyakorlati használatra alkalmas, és megfelel a DAfStb Alkali-Richtlinie követelményeinek, amelyeket a Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb – Német Vasbeton Bizottság) adott ki.

A Hering által kifejlesztett beton-üveg formuláció szintén megfelel a DIN 1045 szabványban meghatározott teherbíró betonelemek kritériumainak. Az összes tesztelt üvegtípus alkalmas a különböző felületkezelési módszerekre. Ezért az üvegbeton átfogó esztétikai tervezési lehetőségeket nyit meg az építészek és tervezők számára.

Az üveg mellett más újrahasznosított adalékok is szóba jöhetnek

Kis mennyiségben az üvegpor cement helyettesítésére használható, nagyobb mennyiségben pedig az adalékanyag szerepét töltheti be. A különböző kísérletek során kiderült, hogy a betonhabarcs teljesen fenntarthatóvá tehető újrahasznosított anyagok, mint például üveg, műanyag, újrahasznosított beton, valamint mikro-szilícium-dioxid és pernye használatával, és csak a cement tömegének 20%-át kell felhasználni anélkül, hogy a beton nyomószilárdsága és hajlítószilárdsága csökkenne.

Mivel az üveg különböző összetételű és szemcseméretű lehet, az üveghulladék cementalapú anyagokban való felhasználásának előnyeiről és hátrányairól szóló kutatások eredményei ellentmondásosak.

Például Borhan azt tapasztalta, hogy az üveg finom adalékanyagként való alkalmazása csökkentette a nyomószilárdságot és a hasító húzószilárdságot. Hasonlóképpen, Allan és kollégái is csökkenést észleltek a hajlító-, hasító- és nyomószilárdságban, amikor üveghulladékot használtak. Ezzel szemben más kutatások ellentétes eredményekre jutottak: egyes esetekben az üveghulladék növelte a húzó- és nyomószilárdságot a hagyományos betonhoz képest.

További vizsgálatok szerint, ha az üveghulladék optimális arányát alkalmazzák a cementkötésű anyagokban, a mechanikai tulajdonságok maximális értékeit lehet elérni. Az is ismert, hogy a kötési idő jelentős hatással van az üvegport tartalmazó beton szilárdságának alakulására. Bár az üvegporral készült beton rövid távon alacsonyabb mechanikai tulajdonságokat mutathat, mint a hagyományos beton, a hosszú távú nyomószilárdság növekedését tapasztalják az üvegpor pozzuolánreaktivitása miatt.

Egyes kutatások jelentős javulást mutattak az üvegport tartalmazó cementkötésű anyagok tartósságában és egyéb tulajdonságaiban, még friss betonminták esetében is. Mindezek alapján úgy tűnik, hogy megfelelő alkalmazással az üveghulladék értékes hozzávaló lehet a beton teljesítményének javításában, különösen hosszú távon.

Hogyan állítják elő az üvegbetont?

A nyugati típusú üvegbeton esetében az üvegbeton gyártási folyamatában friss állapotban üveggranulátumokat adnak hozzá, majd a lassító szer alkalmazása után, az expozíciós betonhoz hasonlóan, lemossák, vagy például betonpadló esetén polírozzák.

A polírozott üvegbeton esetében speciális üveggranulátumot adnak hozzá, vagy szórnak a friss betonra. Körülbelül két hét elteltével a megkeményedett betont polírozzák. Az üvegbeton új építészeti tervezési lehetőségeket nyit meg: finom megjelenésű homlokzatokat és felületeket hozhatnak vele létre, amelyeket fair-faced (látszó) beton és üvegadalékok alkotnak, amelyek a fényben csillognak.

Optikai üvegszálak az üvegbetonban

Losonczi Áron üvegbetonjában a forradalmi újítás az volt, hogy megőrizte a beton masszív, erős karakterét, miközben lehetővé tette a fény áthaladását rajta. Áron speciális, finom betont és optikai üvegszálak kombinációját alkalmazta, amelyek előre gyártott építőblokkok formájában érkeztek.

Az optikai üvegszálak ezrei párhuzamosan futottak a blokk két fő felülete között, miközben a teljes térfogatnak mindössze 5%-át tették ki. Ezek az üvegszálak finom frakcióként keveredtek el a betonban, amely így szerkezeti részévé vált, és homogén felületet eredményezett.

Az üvegszálak pontonként közvetítették a fényt a blokk két oldala között, így az ilyen falak egyik oldalán beérkező fényinformáció változatlanul jelent meg a másik oldalon is. Ez különösen izgalmas hatást eredményezett, amikor az árnyékok élesen kirajzolódtak a fal sötétebb oldalán.

Az üvegbeton blokkok teherhordó szerkezetekké is alakíthatók voltak, mivel az üvegszálak nem csökkentették a beton magas teherbíró képességét.

A blokkok különböző méretekben és hőszigetelt formában is előállíthatók voltak. Az ötlet megszületése óta számos prototípus készült, amelyek közül kiemelkedett a legújabb, 60 elemből álló ember nagyságú faldarab volt, amit először Stockholmban mutattak be, a Svéd Építészeti Múzeum kortárs építészeti kiállításán.

Mennyire számít fenntarthatónak az üvegbeton?

Az elmúlt években a hulladéküveg mennyisége fokozatosan növekedett a városiasodás és az iparosodás miatt. A legtöbb hulladéküveg a hulladéklerakókban végzi, mivel a tisztítás és a szín szerinti válogatás magas költségei miatt csak egy kis részük kerül újrahasznosításra.

Mivel az üveg nem biológiailag lebomló, a hulladéklerakók nem jelentenek környezetbarát megoldást. Az újabb kutatások kimutatták, hogy a hulladéküveg hatékonyan felhasználható betonban, akár adalékanyagként (finom vagy durva adalékanyagként), akár cementhelyettesítőként.

Amorf szerkezete és jelentős mennyiségű szilícium- és kalciumtartalma miatt az üveg elméletileg akár cementkötő anyag is lehet, ha a szemcsemérete kisebb mint 75 mikron. A finomra őrölt üveg ellentétben a durva hulladéküveggel nem járul hozzá az alkáli-szilícium reakcióhoz.

A cement részleges helyettesítésével a pozzolán reakció révén egyfelől javul a beton tulajdonságai, másfelől hozzájárul egy zöldebb környezethez is, hiszen egy tonna portlandcement gyártása körülbelül egy tonna szén-dioxid kibocsátásával jár, ami globális felmelegedési problémákhoz vezet.

Ez a tanulmány áttekintést nyújt a hulladéküveg újrahasznosításának jelenlegi helyzetéről és fejlődéséről, valamint iránymutatást ad a hulladéküveg megfelelő cementhelyettesítőként történő felhasználásához.

Az üvegbeton nemcsak a hulladéküveg újrahasznosítását segíti elő, hanem zöldebb környezetet is teremthet

Az összetört újrahasznosított üveg, más néven cullet, egyre inkább a jövő építőanyaga. Nemcsak kiváló alternatívát kínál a hagyományos beton- és aszfalt adalékanyagokhoz, hanem egyenesen forradalmasítja a modern építészetet. Képzelj el egy épületet, amelynek falai és padlói nemcsak tartósak és ellenállóak, de egyben környezetbarátak is. A cullettel ez már nem álom, hanem valóság.

A culletnek köszönhetően olyan építőanyagokat hozhatunk létre, amelyek nemcsak a környezetet kímélik, de az épületek élettartamát is meghosszabbítják. Képzeld el, hogy egyre több épületben találkozhatunk olyan falakkal, padlókkal és burkolatokkal, amelyekben a culletnek köszönhetően a természet szépsége és az emberi kreativitás ötvöződik.

A terrazzo padlók például teljesen új dimenziót nyitnak meg a belsőépítészetben. A cullet élénk színei és egyedi textúrái olyan látványos felületeket eredményeznek, amelyek minden teret különlegessé tesznek. Képzeld el, hogyan varázsolhatnád otthonodat vagy irodádat egyedi és stílusos térré a cullet segítségével.

A zöld megoldások iránt egyre nagyobb az igény

Az újrahasznosított üveg alkalmazása tükrözi a zöld építőanyagok iránti növekvő igényt, amelyek támogatják a környezetvédelmet és javítják az építési projektek minőségét és teljesítményét.

Használata segít csökkenteni a hulladékot, az energiafogyasztást és hosszabb élettartamot biztosít, mint a hagyományos anyagok, így okos választás a jövőbe tekintő építkezések és tervezések számára.

Az újrahasznosított üveg gyakorlati és esztétikai alkalmazásainak mélyebb megismerésével világossá válik, hogy ez az anyag nemcsak fenntarthatósági előnyökkel bír, hanem újraértelmezi a modern építészet esztétikáját és funkcionalitását is.

Az újrahasznosított üveg számos környezeti előnyt kínál, amelyek tökéletesen illeszkednek a fenntartható építési gyakorlatok növekvő igényéhez. Elsődleges előnye a hulladéklerakók terhelésének jelentős csökkentése.

Minden tonna újrahasznosított üveg megelőzi, hogy ugyanannyi hulladék kerüljön a lerakókba, ezzel csökkentve a hulladékkezelés környezeti terheit. Az építőipar ökológiai lábnyomának drámai csökkentése érdekében az üveg újrahasznosítása fenntarthatóbb megközelítést kínál.

Az újrahasznosított üveg végre nem lesz többé hulladék, mert immáron értékes alapanyag, amely képes átalakítani a környezetünket. Amikor ezt az üveget betonba és aszfaltba keverjük, egy olyan szinergiát hozunk létre, amelynek köszönhetően ezek az anyagok egyszerre lesznek erősebbek, szebbek és környezetbarátabbak.

Az üveghulladék újrahasznosítása egyszerre csökkenti a bányászati tevékenység okozta természeti károkat, és segít megőrizni a bolygónk kincseit. Ezzel párhuzamosan az építőanyagok tulajdonságai is javulnak: a beton és az aszfalt ellenállóbb, könnyebb lesz, miközben megőrzi vagy akár növeli is a megszokott funkcióit.

De a történet ezzel még nem ér véget.

Az üveg újrahasznosítása jelentős energiamegtakarítással is jár

Gazdaságilag is észszerű az újrahasznosított üveg használata. Az energiafogyasztás csökkentésével és az olcsóbb alapanyagok felhasználásával csökkenti a gyártási költségeket, ami pénzügyileg is vonzóbbá teszi a projekteket a fenntarthatóságot előtérbe helyező befektetők számára.

Gondoljunk csak bele: sokkal kevesebb energiát igényel egy már meglévő üveg újraformálása, mint egy új üveg előállítása.

Mindez pedig azt jelenti, hogy csökkenthetjük az energiafogyasztást, és így a károsanyag-kibocsátást is. A klímaváltozás elleni harcban ez a fajta fenntarthatóság kulcsfontosságú, hiszen az építőipar jelentős mértékben hozzájárul a globális szén-dioxid-kibocsátáshoz.

Dr. Rónay P. Tamás | Korábbi egyetemi oktató, tartalom specialista. Főként humán, illetve természettudományos cikkeket ír. Otthonosan mozog az okostechnológiák és megújuló erőforrások, zöld technológiák világában.