{{{sourceTextContent.title}}}

Grimshaw und UEL entwickeln Sugarcrete-Blöcke, die "die traditionelle Ziegelindustrie ersetzen könnten"

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Das Architekturbüro Grimshaw und die University of East London haben gemeinsam Sugarcrete entwickelt, einen Baustein aus Biomaterial, der aus dem Zuckerrohr-Nebenprodukt Bagasse hergestellt wird und eine ineinandergreifende Form aufweist.

{{{sourceTextContent.description}}}

Sugarcrete wurde als kostengünstiges und kohlenstoffarmes wiederverwendbares Baumaterial als Alternative zu Ziegel und Beton entwickelt.

Das Konzept, der Entwurf und die Herstellung des Materials wurden von Mitarbeitern und Stipendiaten der University of East London (UEL) geleitet, darunter der leitende Architekturdozent Armor Gutierrez Rivas, der Ko-Direktor des Sustainability Research Institute Alan Chandler und der wissenschaftliche Mitarbeiter Bamdad Ayati.

Das UEL-Team entwickelte das Material gemeinsam mit der Grimshaw-Architektin Elena Shilova und dem Grimshaw-Direktor für Designtechnologie Andy Watts sowie mit Unterstützung der Zuckermarke Tate & Lyle Sugars.

Nach Angaben des Sugarcrete-Teams ist Zuckerrohr mit einer Jahresproduktion von fast zwei Milliarden Tonnen die weltweit größte Nutzpflanze.

Davon fallen 600 Millionen Tonnen faserige Bagasse als Nebenprodukt an.

Bagasse wurde mit mineralischen Bindemitteln gemischt, um das Sugarcrete-Material herzustellen, das viermal leichter sein und 15 bis 20 Prozent des Kohlenstoff-Fußabdrucks herkömmlicher Ziegelsteine haben soll.

Das Material ist außerdem billiger als Beton und seine Kohlenstoffemissionen sind 20 Mal geringer, so das Forscherteam.

"Mit nur 30 Prozent der weltweiten Bagasse-Produktion könnte Sugarcrete die traditionelle Ziegelindustrie vollständig ersetzen, was eine potenzielle Einsparung von 1,08 Milliarden Tonnen CO2 bedeuten würde, was drei Prozent der weltweiten CO2-Produktion entspricht", so das Sugarcrete-Team.

"Womit wir bauen, wie wir den Kohlenstoff binden und vor allem, wer von der Produktion und dem Einsatz von Sugarcrete profitiert, ist von grundlegender Bedeutung für den Forschungsplan von Sugarcrete."

Die Architekten von Grimshaw entwickelten eine polyedrische Form mit sich verjüngenden Seiten, die verwendet wurde, um das Material zu ineinandergreifenden Blöcken zu formen. Dabei orientierten sie sich an dem Entwurf des französischen Ingenieurs John Abeille aus dem Jahr 1699 für ein Flachdach mit Gewölbedecke.

Die ineinander greifenden Module wurden in wechselnden Ausrichtungen angeordnet und durch vorgespannte Randverbindungen zusammengehalten, um die Sugarcrete Slab zu schaffen, eine modulare Bodenplatte, die bis zu drei Meter ohne Mörtel überspannen kann.

Durch den Einsatz von Robotern und Augmented Reality (AR)-Technologie wurden die Blöcke so konstruiert, dass sie leicht auf- und abgebaut werden können, damit sie für mehrere Projekte wiederverwendet werden können.

Das Sugarcrete-Material hat außerdem isolierende Eigenschaften und ist feuerbeständig. Das Projektteam schlug vor, dass das Material für Dämmplatten, tragende Wände und strukturelle Boden- und Dachplatten verwendet werden könnte.

"Sugarcrete widerlegt das Vorurteil, dass abfallbasierte Materialien eine geringere strukturelle Festigkeit aufweisen, und bietet selbsttragende strukturelle Anwendungen, die über Ausfachungen hinausgehen", sagte das Sugarcrete-Team.

"Das Interesse von Grimshaw an ineinandergreifenden Geometrien hat neue Möglichkeiten eröffnet, Sugarcrete als übergreifendes Element einzusetzen, um eine demontierbare, wiederverwendbare, feuerbeständige Verbundbodenplatte namens Sugarcrete Slab zu konstruieren", heißt es weiter.

"Aufgrund der Gegenseitigkeit und des Netzwerks verteilter Kräfte ist das System dem herkömmlichen monolithischen Aufbau überlegen."

Die Forschung, die hinter Sugarcrete steht, ist öffentlich zugänglich, in der Hoffnung, dass das Material weltweit produziert wird, insbesondere in Gemeinden, in denen Zuckerrohr lokal angebaut wird.

Das Projektteam, das für den Earthshot Prize 2023 nominiert wurde, plant die Weiterentwicklung des Sugarcrete-Materials, das sich UEL hat schützen lassen.

"Künftige Strukturtests werden sich auf die Untersuchung der Scher- und Zugfestigkeit des Materials konzentrieren, die dann genutzt werden können, um mit der Verteilung der Bewehrung innerhalb des Systems zu experimentieren und diese möglicherweise zu reduzieren oder die Spannweite zu erhöhen", so das Team gegenüber Dezeen.

"Das Designteam untersucht, wie das Material in realen Projekten eingesetzt werden kann, die im lokalen Kontext von Zuckerrohr erntenden Gemeinden im globalen Süden arbeiten", heißt es weiter.

"Die nächsten Schritte der Forschung sehen die Entwicklung und das Co-Design von digitalen Werkzeugen vor, die mit der Verfügbarkeit von Nebenprodukten aus verschiedenen Kulturen und Regionen und Leistungskriterien verknüpft sind, die das Potenzial für den weltweiten Einsatz von Sugarcrete abbilden."

Zu den anderen Baumaterialien, die aus Abfällen oder Biomaterialien hergestellt werden, gehören ein kohlenstoffarmer Ziegelstein aus lokalen Siedlungsabfällen und ein alternativer Bio-Ziegelstein aus Holzkohle und Luffa.

Die Fotos stammen von Chromaphotography und das Video von Jude Adoasi.

{{medias[267358].title}}

{{medias[267358].description}}

{{medias[267360].title}}

{{medias[267360].description}}

{{medias[267361].title}}

{{medias[267361].description}}

{{medias[267362].title}}

{{medias[267362].description}}