Hvað er hampsteypa?

steypa, byggingar

nóv. 12, 2021 Fagið

Hampsteypa (e. hempcrete) er ein þeirra vistvænu lausna sem vert er að gefa gaum þegar kemur að framtíðarefnisvali í byggingaframkvæmdum, en á heimsvísu er byggingaiðnaðurinn er talinn vera ábyrgur fyrir um 39% kolefnislosunar. Þar af er ríflega fjórðungur losunarinnar vegna öflunar hráefna, meðhöndlunar og framleiðslu, flutnings, uppbyggingar, niðurrifs, úrgangsmeðhöndlunar og endurvinnslu. Tæplega 3/4 hlutar losunarinnar eru til komnir vegna rekstrar; svo sem raforkunotkunar, loftræsingar og viðhalds á notkunartíma byggingarinnar.

Þó hlutfall byggingariðnaðar af heildarlosun sé lægra á Íslandi en víða annars staðar, svo sem vegna hás hlutfalls endurnýjanlegrar orku sem notuð er til húshitunar og rafmagnsframleiðslu, er ljóst að íslenskur byggingaiðnaður þarf að draga verulega úr losun. Í ríflega ársgamalli aðgerðaáætlun stjórnvalda í loftslagsmálum kemur fram að vinna eigi markvisst að því að draga úr losun vegna byggingaiðnaðar á Íslandi. Ráðist hefur verið í fjölmargar rannsóknir hér á landi sem og erlendis sem tengjast loftlags- og umhverfisáhrifum byggingageirans með það að markmiði að kortleggja losunina og draga úr henni.

Enginn þarf því að velkjast í vafa um að stíga þurfi fleiri skref til að stuðla að kolefnishlutlausum byggingum á Íslandi. Meðal kolefnisfrekustu byggingarefna á markaði í dag er steypa, að stærstum hluta vegna framleiðslu sements. Ávinningur af því að draga úr steypumagni eða að minnka kolefnisspor steypu getur því verið talsverður.

Hvað er hampsteypa?

Hampsteypa er byggingarefni sem hægt er að búa til að hluta úr íslenskum hráefnum og er samsett úr muldum hampi, kalkdufti og vatni og hefur ákaflega eftirsóknarverða eiginleika. Hampsteypa myglar hvorki né brennur og er sérstaklega einangrandi bæði þegar kemur að hita og hljóði.

Endurvinnsla hampsteypu er auk þess afar einföld. Þegar hlutverki hennar lýkur má mylja hampsteypuna niður og nota beint sem lífrænan áburð á ræktarland. Þannig má loka hringrásarferli vinnslunnar.

Hampsteypa búin til á rannsóknarstofu EFLU.

Hlutverk í húsbyggingum

Hampsteypa getur ekki nýst sem burðarefni í mannvirkjum og mun því ekki geta leyst steinsteypu alfarið af hólmi. Hana er hins vegar vel hægt að nota samhliða burðarvirki úr steinsteypu, stáli eða timbri, svo dæmi séu tekin. Hampsteypan hentar afar vel sem einangrandi lag í útveggjum, í innveggi í húsbyggingum eða jafnvel í hljóðmanir við umferðaræðar, svo dæmi séu tekin.

Á vaxtarskeiði hampsins dregur hann til sín koltvísýring úr andrúmsloftinu og virkar þannig sem kolefnisgeymir á líftíma sínum, líkt og timbur og önnur lífræn byggingarefni. Kostur hampsins umfram timbrið er þó hversu hraðvaxta hann er, og virkar hann því sem einstaklega kolefnisgleypin nytjajurt til bæði lengri og skemmri tíma. Kolefnisupptaka hamps sem ræktaður er við góðar aðstæður getur verið um 0,32 kíló á hvert kíló af hampi. Við vinnslu hamps og framleiðslu hampsteypu verður einhver losun, en kolefnisspor hampsteypu er neikvætt þegar horft er yfir allan líftímann, þ.e. varan veldur nettóbindingu koltvísýrings í stað losunar. Vinnur byggingarefnið þannig beinlínis gegn mengun í andrúmsloftinu. Hampsteypa, líkt og önnur steypa, dregur auk þess til sín koltvísýring úr umhverfinu á líftíma sínum vegna kolsýringar kalksteins, sé hún ekki hulin með málningu eða öðrum efnum.

Tilraunaræktun hamps hérlendis

Þó hampur hafi verið ræktaður og nýttur á erlendri grundu í árþúsundir hefur hann aðeins verið ræktaður á Íslandi í tilraunaskyni undanfarin tvö sumur. Fyrstu prófanir gefa góða raun en þessi einæra jurt er afar hraðvaxin. Þær sýna einnig að við íslenskar aðstæður getur hampur sprottið upp í um tveggja metra hæð yfir ræktunartímann.

Úr hampi er meðal annars hægt að gera pappír, textíl fyrir föt, plast og snyrtivörur, svo dæmi séu tekin, auk steypu. Stofn plöntunnar er trefjaríkur en trefjarnar gera hampinn einmitt að heppilegu hráefni til steypuvinnslu. Þess má einnig geta að úr hampplöntunni má einnig vinna efnið CBD sem hefur verið notað gegn hinum ýmsu sjúkdómum.

Rannsóknir á notkun hampsteypu við íslenskar aðstæður

Sumarið 2021 vann EFLA, í samstarfi við Rannís og franska háskólann Paris-Saclay University, að rannsókn sem fólst í að kanna forsendur fyrir notkun hampsteypu í íslenskum byggingariðnaði. Rannsóknaverkefnið var styrkt af Nýsköpunarsjóð námsmanna.

Annia Benchadi, starfsnemi frá Frakklandi, og áhugasamir starfsmenn EFLU skoða hampsteypuna á rannsóknarstofunni.

Í verkefninu voru teknar saman rannsóknir á kolefnisspori framleiðslunnar og gerðar verklegar rannsóknir á eiginleikum hampsteypu. Við rannsóknina voru steypt sýni bæði úr íslenskum og innfluttum hampi og eiginleikar efnana bornir saman. Þá voru einnig skoðuð áhrif ýmissa þátta á eiginleika hennar, t.d. magn bindiefna í steypunni, þjöppun hennar, mismunandi aðhlúun og áhrif frosts.

Í ljós kom að styrkur hampsteypu er mjög háður blöndun steypunnar og þjöppun hennar. Einnig kom á daginn að sveiflur í hitastigi við framleiðsluna reyndust draga úr styrk steypunnar. Steypan var lengur að jafna sig í kulda og náði ekki eins miklum styrk. Það bendir til þess að æskilegt sé að framleiða hampsteypu við stýrðar aðstæður þegar kemur að hita og raka.

Áferð hampsins sem kom frá Belgíu annars vegar og Íslandi hins vegar var mjög ólík. Íslenska efnið var grófara en það belgíska en betri steypa fékkst þegar hampsteypan var búin til úr innflutta efninu. Vinnsluaðferð hampsins reyndist þannig skipta sköpum og eru þetta dýrmætar upplýsingar til framtíðar fyrir íslenskan hampiðnað. Þá reyndist steypan sterkari eftir því sem kalkinnihald í blöndunni var aukið. Brýnt er að rannsaka enn frekar hvernig hampsteypa reynist við íslenskar aðstæður þar sem miklar sveiflur eru í hitastigi og raka.

Einstök vara með jákvæðari umhverfisáhrif

Nokkurn tækjabúnað þarf til að framleiða hampsteypu, ekki síst við íslenskar aðstæður. Sérstakar þreskivélar þarf til að vinna hamp auk þess sem sérstakt tæki skilur trefjarnar í stofni plöntunnar frá stiklinum. Gera þarf einnig ráð fyrir kaupum á þurrkunnar- og vinnslubúnaði. Þá er, eins og áður segir, gæfuríkast að framleiða hampsteypu í upphituðu rými eða við aðstæður þar sem hægt er að stjórna hitastigi. Stofnkostnaður gæti því verið töluverður en á hinn bóginn er ljóst að ávinningurinn getur orðið mikill.

Fýsilegt er að kanna framleiðslu- og notkunarmöguleika íslenskrar hampsteypu betur. Fyrir liggur þó að á byggingamarkaði í dag er ekki til vara sem hefur sambærileg jákvæð áhrif þegar horft er á umhverfisþætti. Fyrir þær sakir er hampsteypa í algjörum sérflokki.

EFLA hyggst áfram vera í fararbroddi þegar kemur að því að stuðla að vistvænum framförum í byggingariðnaði og vinna með áhugasömum og framsæknum fyrirtækjum á því sviði. Þar mun nýting innlendra og umhverfisvænna hráefna, eins og hamps, skipta sköpum.

Viltu vita meira?

Það er velkomið að senda okkur línu ef þú vilt vita meira um ráðgjöf EFLU á sviði steypurannsókna.

Hafa samband