Životni ciklus održivog građenja...Prvi hrvatski forum o održivoj gradnji, Zagreb, 10.11.2007. • Mnoge ljudske aktivnosti ne mogu se okarakterizirati kao održive. • Betonska

Životni ciklus održivog građenjaProf.dr.sc. Dubravka Bjegović, dipl.ing.građ.Doc.dr.sc. Ivana Banjad Pečur, dipl.ing.građ.Marijana Serdar, dipl.ing.građ.Građevinski fakultet, Zagreb

Prvi hrvatski forum o održivoj gradnji, Zagreb, 10.11.2007.

TRADICIJA U INŽENJERSTVU

DUBROVNIK, 12. st



MOST LOMOST U OGULINU – prvi armiranobetonski most (1900)



MOST KRK – najveći raspon armiranobetonskog luka (1980)



MOST PREKO RIJEKE DUBROVAČKE (2002)



HRVATSKA AUTOCESTA (2007)


• Mnoge ljudske aktivnosti ne mogu se okarakterizirati kao održive.

• Betonska industrija – najveći potrošačprirodnih dobara i jedan od najvećih proizvođača otpada.

• Postoji potreba unaprjeđivanja betonske industrije u ODRŽIVU.

POČETAK U ODRŽIVOSTI


• Čista proizvodnja,• Ušteda energija,• Korištenje obnovljivih izvora energije,• Recikliranje građevinskog otpada,• Zaštita okoliša.

ASPEKTIEK

OLO

ŠKI

EKOLOŠKI ASPEKT ODRŽIVE INDUSTRIJE:


• Ljudski potencijali,• Međunarodna suradnja i stavovi,• Stručno usavršavanje.

ASPEKTIEK

OLO

ŠKI

SOC

IOLO

ŠKI

SOCIOLOŠKI ASPEKT ODRŽIVE INDUSTRIJE:


• Međunarodna standardizacija,• Udruživanje na lokalnoj i međunarodnoj

razini,• Formiranje tehnoloških klastera i parkova

za razvoj inovacija.

TEHNOLOŠKI ASPEKT ODRŽIVE INDUSTRIJE:

ASPEKTIEK

OLO

ŠKI

SOC

IOLO

ŠKI

TEH

NO

LOŠK

I

RCHES . . .


• Razvoj industrije građevinskih materijala,• Povećanje zaposlenosti,• Povećanje investiranja i dodatne dobiti,• Razvoj trgovine.

EKONOMSKI ASPEKT ODRŽIVE INDUSTRIJE:

ASPEKTIEK

OLO

ŠKI

SOC

IOLO

ŠKI

TEH

NO

LOŠK

I

EKO

NO

MSK

I


ODRŽIVA INDUSTRIJA

ODRŽIVAINDUSTRIJA

ASPEKTI

EKO

LOŠK

I

SOC

IOLO

ŠKI

TEH

NO

LOŠK

I

EKO

NO

MSK

I


INDUSTRIJA BETONA

• Godišnja proizvodnja betona u Europi - 750 miliona m3 (oko 4 tone po stanovniku EU)

• Direktna emisija CO2 od industrije cementa u Hrvatskoj (2006.) → 2.5 miliona tona (8% ukupne emisije CO2)

SMANJENJE EMISIJE

CO2


INDUSTRIJA BETONA


• 2.5 miliona tona građevinskog otpada godišnje (svaki stanovnik Hrvatske proizvede godišnje 600 kggrađevinskog otpada)

PRODULJENJE TRAJNOSTI


INDUSTRIJA BETONA


• Potrošnja prirodnih resursa - 9 milijardi tonapijeska i stijena i 0.9 milijarde tona vode godišnje

SAČUVANJE PRIRODNIH RESURSA


INDUSTRIJA BETONA



2. EDUKACIJA

• Jedan od ključnih segmenata ostvarivanja održivosti

• Studenti, doktorandi, građevinski stručnjaci...

1. ZNANSTVENO-ISTRAŽIVAČKI PROJEKTI

KAKO GRAĐEVINSKI FAKULTET DOPRINOSI ODRŽIVOSTI ?

ZNANSTVENO-ISTRAŽIVAČKI PROJEKTINA PODRUČJU ODRŽIVOSTI

SVEUČILIŠTE U ZAGREBUGRAĐEVINSKI FAKULTET


OČUVANJE PRIRODNIH RESURSA



GRAĐEVNI OTPAD

• Bilo koji neželjeni produkt nastao prilikom gradnje, rušenja ili održavanja građevinskih konstrukcija


• COST 530 Action “Sustainable materials technology”

• Projekt “Life cycle inventories for environmentally conscious manufacturing processes”

COST ACTION 530


LIFE05 TCY/CRO/000114 CONWAS

• Life projekt - Razvoj održivog sustava upravljanja građevnim otpadom u Republici Hrvatskoj

• Cilj: izrada plana gospodarenja građevinskim otpadom

Građevinski fakultetSveučilište u Zagrebu

Institut građevinarstva Hrvatske

Eko – Flor Plus d.o.o.

Podaci o količinama otpada – 2004.g.

• Najveća količina proizvedenog građevnog otpada zabilježena je u Gradu Zagrebu (ukupno 77.991,76 t) od čega:– 93 % čini zemlja i kamenje,– ~ 6 % čine metali, posebice, željezo i čelik, a u nešto

manjima količinama zastupljeni su aluminij, bakar te miješani metali i kablovi,

– ~1 % proizvedenog neopasnog otpada koji čine beton, pločice i keramika


Upotreba recikliranog agregata

Zemlja %-tak recikliranja građevnog otpada

Proizvodnja recikliranog agregata (u milijunima tona)

Belgija 75 3,1 (55)Češka - 5 (62) Danska 85 - (44)Francuska - 18 (390)Nizozemska 85 0,5 (22)

Njemačka 70 90 (463)Španjolska - 8,2 (420)Švicarska - 62,5 (50)Hrvatska - - (28)


Upotrebom recikliranog agregata

zbrinjavamo otpadnimaterijal

štedimo prirodne izvore

agregata



EDUKACIJSKI SEMINARI

• U sklopu projekta CONWAS organizirani seminari u svim većim hrvatskim gradovima


EDUKACIJSKI SEMINARINASLOV PREDAVANJA

Skupine propisa koji se odnose na građevni otpadProjekt CONWAS – cilj i primjenaMjere za realizaciju Plana gospodarenja građevnim otpadomModeli praćenja količina građevnog otpada prigrađenju, rekonstrukciji ili rušenju građevinePilot projekt razdvajanja građevnog otpadaMogućnost uporabe otpadnih materijala iz građevnog otpadai otpada od rušenja – reciklirani agregat

SMANJENJE EMISIJE CO2



MIJEŠANI CEMENT

• IDEJA: Zamjena dijela Portland cementa nusproduktima drugih industrija (zgura, leteći pepeo, silicijska prašina)

UPOTREBA NUSPRODUKATA U

CEMENTNOJ INDUSTRIJI

BOLJA TRAJNOSNA SVOJSTVA

ZBRINJAVANJE

INDUSTRIJSKOG OTPADA

SMANJENJE EMISIJE CO2

OČUVANJE PRIRODNIH RESURSA


PROIZVODNJA CEMENTA U EU

1990. 2000.

Miješani cementi Cement sa zgurom Pucolanic cement Portland cement Druge vrste

(CEMBUREAU – The European Cement Association)


ISTRAŽIVANJE 1

• CILJ: istražiti utjecaj miješanih cemenata proizvedenih u tvornici na sljedeća svojstva betona:– Kapilarno upijanje,– Plinopropusnost,– Difuzija klorida.

Rosković, R. Doktorska dizertacija, Građevinski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, 2007.


MATERIJALI

UzorakMineralni dodaci

Referentni cement Zgura Vapnenac Leteći pepeo% mase % mase % mase % mase

R 100 - - -C1 65 20 5 10C2 50 20 10 20

Mješavina C1 Mješavina C2

• Obje mješavine pripremljene s miješanim cementima imaju bolja trajnosna svojstva nego mješavina pripremljena s Portlandcementom.


REZULTATI

% p

rom

jene


ISTRAŽIVANJE 2

• Cilj: pripremiti “ekološki” beton primjenjiv za konstrukcije u agresivnom okolišu

• Pripremljena mješavina identičnog sastava kao betonkorišten naMasleničkom mostu


MATERIJALIOznaka

mješavine w/c Cement Kemijski dodaci Mineralni dodaci

C 0,50 CEM II/A – S 42,5R - -

M1 0,40 CEM II/A – S 42,5R0,02 % aerant

1,85 % superplastifikator0,2 % usporivač vezanja

-

M2 (“ekološki”

beton)0,40 65% CEM II/A – S

42,5R

0,02 % aerant1,85 % superplastifikator0,2 % usporivač vezanja

35% zgura18% leteći pepeo

5% vapnenac

Mješavina M2(“ekološki” beton)


REZULTATI

• “Ekološki” beton (M2) ima jednaka mehanička i bolja trajnosna svojstva od ostalih mješavina betona

% p

rom

jene

PRODULJENJE TRAJNOSTI



TRAJNOST KONSTRUKCIJA –PROŠLOST • Arena u Puli (1. st.) i Dioklecijanova

Palača u Splitu (295.) i danas služe kao primjer svojom funkcionalnošću, estetikom i trajnošću


• Mali faktori sigurnosti – ekonomski razlozi.

• Potreba za rasponima i estetikom –upotreba betona visokih čvrstoća –povećano skupljanje – pukotine – rano propadanje

TRAJNOST KONSTRUKCIJA –SADAŠNJOST


• Projektiranje i osiguravanje zahtijevanog uporabnog vijeka nije samo volja, većobaveza projektanta.

• “Ukoliko se uporabni vijek poveća s uobičajenih 50 na 250, iskorištenost prirodnih resursa povećala bi se 5 puta”(Mehta P.K., 2006)

TRAJNOST KONSTRUKCIJA –BUDUĆNOST


• CILJ: poboljšati stanje postojećih konstrukcijaprimjenom novih materijala i djelotvornijihsustava zaštite (od korozije i od požara), teunaprijediti metode projektiranja novihbetonskih konstrukcija.

• Suradnja:– Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije, Zagreb– IGH, Zagreb– Brodarski Institut– Zavod za Gradbeništvo, Ljubljana, Slovenija– Instituto De Ciencias De La Construcción "Eduardo Torroja“, Španjolska– University of New Jersey, SAD

Razvoj novih materijala i sustava zaštitebetonskih konstrukcija


KOROZIJSKA ISPITIVANJA

E, V-0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

log

I, m

A10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

without inhibitor0.1% inhibitor 20.3% inhibitor 20.5% inhibitor 21.0% inhibitor 2

E, V-0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

log

I, m

A

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

without inhibitor0.1% inhibitor 10.3% inhibitor 10.5% inhibitor 11.0% inhibtor 1

E, mV-0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

log

I, m

A

1x10-6

10x10-6

100x10-6

1x10-3

10x10-3

100x10-3

1x100

10x100

100x100

1x103

without Cl-3% Cl-5% Cl- 10% Cl-

Inhibitor 1 Inhibitor 2

Bez inhibitora


ISPITIVANJA PRI POVIŠENIM TEMPERATURAMA

kontrolni uzorak mikroarmirani beton


• Projekt “Korozija čelika u armiranobetonskim konstrukcijama”

COST ACTION 521

CHLODIF


COST ACTION 534

• COST 534 “Novi materijali i sustavi za prednapete betonske konstrukcije”

• Projekt “Poboljšanje svojstava injekcijskih smjesa”

CEM I; w/c ratio 0.40; 0.6% HV5

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200shear rate (1/sec)

shea

r str

ess

(Pa)

curve 1 curve 2

curve 3 curve 4

curve 5 curve 6

curve 7 curve 8

Reološka ispitivanja Ispitivanje protočnosti


PROJEKT UNUTAR 6. OKVIRNOG PROGRAMA

• ARCHES - Assessment and Rehabilitation of Central European Highway Structures

RCHES


ARCHES WP 3

• CILJ: odrediti uvjete optimalne upotrebe niskolegiranih čelika kao armature u betonu

RCHES

Pitting potential, steel I, pH 12.4

E, V-0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

log

I/mA

1x10-6

10x10-6

100x10-6

1x10-3

10x10-3

100x10-3

1x100

10x100

0% Cl-

0.1% Cl-

0.3% Cl-

0.5% Cl- 1.0% Cl-

Pitting potential, black steel, pH 12.4

E, V-0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

log

I/mA

0,0001

0,0010

0,0100

0,1000

1,0000

10,0000

100,0000

0% Cl-0.1% Cl-0.3% Cl-0.5% Cl- 1.0% Cl-

Pitting potential, TOP12, pH 12.4

E, V-0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

log

I, m

A

1x10-6

10x10-6

100x10-6

1x10-3

10x10-3

100x10-3

1x100

10x100

0% Cl-

0.1% Cl-

0.3% Cl-

0.5% Cl-

1.0% Cl-

Čelik B500B Nehrđajući čelik Niskolegirani čelik


MONITORING

• CILJ: omogućiti rano upozorenje prije pojave oštećenja.

Most preko rijeke Krke Most preko rijeke Cetine


REZULTATI – nove konstrukcije

150

30

120

30K4

30

180

30 90

Elektrode Vrsta mjerenja SENZOR 4

A 1 – C -36

A 2 – C -37

A 3 – C -46

A 4 – C -52

A 5 – C -42

A 6 – C -55

CR – C

potencijal (mV)

-54

A 1 – C -4,3

A 2 – C -3,7

A 3 – C -5,5

A 4 – C -8,9

A 5 – C -3,4

A 6 – C -5,3

CR – C

korozijska struja (μA)

-49,1

A 1 – A 2 1,1

A 2 – A 3 1,0

A 3 – A 4 0,9

A 4 – A 5 0,9

A 5 – A 6 0,9

A 6 - CR

otpor betona (Ω)

0,5

TEMPERATURA °C 25


REZULTATI – postojeće konstrukcije

1 2 3 4 510

20

30

40

50

60

70

80

90

Ico rr[μA /cm 2]

ŠIP KA A RM A TURE

STUP S2A 0,00-0,500,50-1,001,00-1,501,50-2,002,00-2,502,50-3,003,00-3,503,50-4,004,00-4,504,50-5,005,00-5,505,50-6,006,00-6,506,50-7,007,00-7,507,50-8,008,00-8,508,50-9,009,00-9,509,50-10,0010,00-10,5010,50-11,0011,00-11,50

1 2 3 4 510

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Ecorr (mV)

ŠIPKA ARMATURE

VISI

NA

(cm

)

STUP S2A 150-200

100-150

50-100

0-50

-50-0

-100--50

-150--100

-200--150

-250--200

-300--250

-350--300

-400--350

-450--400

-500--450

ODRŽIVOST

„Čovječanstvo može napredovati održivo –osigurati svoje potrebe u sadašnjosti,

omogućiti novim generacijama da osiguravaju svoje potrebe u budućnosti.“(UN World Commission on Environment and Development, 1987.)



ODRŽIVOST – POZITIVNI PRIMJERI

• Revitalizacija kamenoloma Očura uz istovremenu eksploataciju

• Upotreba obnovljivih izvora energije - vjetroparkovi


ODRŽIVAINDUSTRIJA BETONA

ASPEKTI

EKO

LOŠK

I

SOC

IOLO

ŠKI

TEH

NO

LOŠK

I

EKO

NO

MSK

I

ZAKLJUČAK


ZAKLJUČAK

EKOLOŠKI

SOCI

OLOŠ

KITEHNO

LOŠKI

EKO

NO

MSKI

ODRŽIVA

INDUSTRIJA BETONA

ASPEKTI


ZAKLJUČAK

EKO

LOŠK

I

SOC

IOLO

ŠKI

TEH

NO

LOŠK

I

EKO

NO

MSK

I

ODRŽIVAINDUSTRIJA BETONA

ASPEKTI

HVALA NA PAŽNJI!

[email protected]@grad.hr

[email protected]


Documents

Životni ciklus održivog građenja...Prvi hrvatski forum o održivoj gradnji, Zagreb, 10.11.2007. • Mnoge ljudske aktivnosti ne mogu se okarakterizirati kao održive. • Betonska