Bæredygtigt byggeri

Vi kan bygge med savsmuld og tang

Hvad har hamp, dyreknogler og udslidte jeans tilfælles? Det er nogle af de materialer, som forskere på bl.a. DTU undersøger som mulige komponenter i cirkulære, biobaserede byggematerialer, der har et mindre træk på Jordens ressourcer.

En plastikpose fyldt med fibre fra kasserede jeans. Foto: DTU
 Forskning viser, at fiberfyld fyldstof - for eksempel udvundet af gamle jeans som vist - kan i en blanding med vand og et bindemiddel omdannes til alternative byggematerialer. Foto: DTU
Hal hvori der er udstillet forskellige 3D-printede byggekomponenter. Foto: Anders Ingvartsen/CTA
Billede fra en udstilling på Det Kongelige Akademi af potentielle byggeelementer, som var 3D-printet med forskellige kombinationer af råmaterialer. Foto: Anders Ingvartsen/CITA

Nyt ’træ’ af savsmuld

I laboratorierne på DTU har forskerne i flere år kørt forsøg med forskellige ingredienser – først med midler fra Danmarks Frie Forskningsfond og nu fra EU. Ved at justere på parametre i processen har de i samarbejde med partnere på bl.a. Det Kongelige Akademi fremstillet lovende materialer, hvilket begejstrer lektoren:

”Det vil være genialt, hvis vi f.eks. på savværkerne kunne skære stærke bærende bjælker ud, men så tage alt savsmuldet og bruge det til at lave de mindre styrkekrævende applikationer. Det viser sig faktisk, at på nogle af parametrene er vi ret tæt på det, man egentlig vil få fra træ i sig selv. Så nu vil vi gerne finde ud af, om vi kan finde måder at skubbe til materialets egenskaber, så vi kan optimere det.”

Arbejdet har også fokus på at sænke affaldsmængden i produktionen ved f.eks. at føre afskær eller ukurante produkter tilbage i produktionskæden.

”I nogle af de systemer, vi har kigget på, har vi faktisk kunnet recirkulere ’affaldet’ helt op til fem gange, før det begynder at gå ud over kvaliteten af det materiale, vi fremstiller,” fortæller Anders Egede Daugaard.

Van(d)skeligt og værdifuldt

Fordi de udviklede biopolymerer – i modsætning til traditionelle oliebaserede polymerer – reagerer med vand, vil de nye materialer i forskellig grad være sårbare over for fugt. Det begrænser, hvor i konstruktioner de vil kunne bruges, og kan gøre det nødvendigt f.eks. at skulle give dem et beskyttende lag maling.

”Men vandsensitiviteten gør os også i stand til at hælde de materialer, vi på et tidspunkt river ned, i noget vand og så komme tilbage til start, hvor vi kan putte dem tilbage i processen. Det har også en værdi. Men det har naturligvis ikke en værdi, hvis det, vi laver, kommer til at stå et sted, hvor det bliver vådt,” understreger lektoren.

Nogle af de udtjente byggematerialer vil måske også bare kunne komposteres – i modsætning til mange traditionelle materialer som f.eks. beton og isoleringsmateriale, der sendes i deponi.

Tidshorisonten

Hvornår kan vi så forvente at se de nye materialer i brug på byggepladserne? Det kommer an på, hvad ambitionen er, siger Anders Egede Daugaard:

”Vi kender flere virksomheder, som arbejder med simple produkter uden krav til deres styrke og holdbarhed eller som erstatninger for plast, og de vil teknisk set kunne begynde at bruge vores løsninger med det samme. Men hvis vi sigter efter at lave bærende konstruktioner, så har det længere udsigter.”

I de projekter, DTU-forskerne arbejder på, indgår også eksperter i maskinlæring, som skal bruge deres færdigheder til forhåbentlig at sætte tempoet i materialeudviklingen op.

”Med deres hjælp skal vi undersøge, om vi kan designe de her materialer på en hurtigere måde, hvor vi ved at fodre kunstige intelligenser med den viden, vi har, kan udvide vores viden, så vi kan bruge den i den videre designproces,” siger lektoren.

Der vil formentlig også være brug for at udarbejde nye standarder og revidere eksisterende lovgivning, før nogle af materialerne kan tages i brug.

Ultimativt er drømmen at lave en lokal produktionsenhed, hvor man på byggepladsen kan printe eller konstruere de elementer, der er behov for.

Fakta

For at være realistiske alternativer skal de nye byggematerialer være tilstrækkeligt stærke og æstetisk acceptable og have en tilstrækkelig holdbarhed. 

DTU-forskere arbejder i forskellige projekter med fagfolk fra andre discipliner for at finde opskriften på og produktionsmetoden for sådanne materialer.

Predicting Response

Et projekt finansieret af Danmarks Frie Forskningsfond med fokus på brug af AI til at forudse materialeparametre for biopolymer-kompositmaterialer. I arbejdet er identificeret biopolymerer og reststrømme, der findes i rigelige mængder, som kan bruges til effektivt at fremstille byggematerialer med de rette egenskaber og strukturer.

RAW

Et treårigt EU-støttet projekt, som skal arbejde på at udnytte fibre og reststrømme fra produktionen af hamp til at lave nye byggematerialer. Projektet, som ledes af Det Kongelige Akademi, skal være med til at indfri EU’s ambition om at bygge mere bæredygtigt.

Building with Blue Biomass

Et netværk med partnerne fra erhvervsliv og vidensinstitutioner i lande, hvor der er lokal indsigt i og en rig adgang til akvatisk biomasse. Det skal udforske potentialerne i at bruge den blå biomasse i fremtidens byggeri. Netværket kører over to år og ledes af Det Kongelige Akademi med økonomisk støtte fra Uddannelses- og Forskningsministeriet.