Innovaatio betonituotannossa: se on mielenkiintoista

Gusevsky Andrey Anatolyevich

Innovatiiviset tekniikat: läpikuultava betoni

Pelkkä ja teräsbetoni on viimeisen sadan vuoden aikana ollut ja on edelleen tärkein rakennusmateriaali koko maailmassa. Sen tuotannon määrä on kaksinkertainen verrattuna kaikkiin muihin valmistettuihin materiaaleihin, mukaan lukien erittäin suositut kuten muovi-, tiili- ja keraamiset laatat.

Betoni hallitsee siitä yksinkertaisesta syystä, että usein ei yksinkertaisesti ole muita vaihtoehtoja. Siksi tutkijat ja rakentajat eivät huomaa mitään tätä materiaalia koskevista innovatiivisista ideoista.

Uusi kiviaines kevyelle betonille

Periaatteessa innovatiivinen toiminta suhteessa betoniin liittyy sen uudentyyppisten tuotteiden kehittämiseen, vahvistamiseen, lisäaineisiin. Lisäksi asiantuntijat pyrkivät luomaan uusia rakenteita ja tekniikoita, jotka maksimoivat betonin suojan tai restauroinnin.

Kaikki voidaan rakentaa betonista

Niin:

• Nykyään tutkimuslaitoksemme on jo kehittänyt betonia, jolla on sellainen pakkaskestävyys ja vedenkestävyys, että rakenteiden ja pinnoitteiden suorituskyvyn vähentämisen voidaan sanoa poistavan esityslistalta.
• Erityistä huomiota kiinnitetään itsestään laajeneviin sementteihin perustuvan betonin luomiseen. Ne tarjoavat betonirakenteita, joilla on halkeilunkestävyys ja sama vedenkestävyys, mikä on niin tärkeää rakenteille, joiden pituus on pitkä tai jotka ovat alttiina aggressiiviselle ympäristölle.
• Ja tällaista betonia on jo alettu käyttää tänään teollisuuslaitosten rakentamisessa. Maa- ja vesirakentamisessa kiinnostuu kuitenkin erittäin kevyiden betoniseosten luominen, joilla on korkeat lujuusominaisuudet.
• Edellä mainittu instituutti vastaanottaa jo kevyttä lämpötehokasta betonia M600-merkillä, joka mahdollistaa niiden käytön kaikissa maan ilmastovyöhykkeissä. Tällaisessa betonissa käytetään täyteaineena piipitoisista kiveistä valmistettua lasimaista täyteainetta.

Suuressa mittakaavassa sen tulisi korvata helposti paisutetun saven aggregaatit (paisutettu savi, agloporiitti). Mutta miksi he eivät miellyttäneet meitä?

Tutkijoiden väitteet

Ensinnäkin, maassamme ei ole tarpeeksi resursseja paisutetun saven valmistukseen oikeassa määrässä, koska helposti paisutettujen savivarannot, joita ei ole liian paljon, ovat ehtyneet nopeasti. Ja piipitoisten kivien talletukset voivat tuskin loppua seuraavan sadan vuoden aikana. Mutta tämä ei tietenkään ole tärkein asia. Loppujen lopuksi, jos uudella täyteaineella ei olisi etuja vanhaan nähden, silloin ei olisi mitään puhuttavaa. Syy on muualla.

Venäjällä he aloittivat rakentamisen paisutetusta betonista 50 vuotta sitten, ja periaatteessa voit edelleen jatkaa, koska meillä on noin kaksisataa tehdasta, jotka tuottavat tätä kiviainesta 16 miljoonalla eurolla. kuutiometriä vuodessa. Tällä alueella tapahtuu paljon kehitystä, mutta tuotannon todellisuus on kaukana niistä. Paisutettua savea, jonka tiheys on 400 kg / m3, tai siihen perustuvaa betonia, jonka tiheys on 800 kg / m3, ei tuoteta liikaa.

Niin:

• Paisutettua perliittiä on aina pidetty lupaavimpana kevytbetonisekoituksena. Mutta jälleen kerran: raaka-aineet, tuotantopohja ja tietyt teknologiset vaikeudet eivät anna syytä pitää tätä materiaalia lupaavana. Siksi kysymys vaihtoehtoisten yhdistelmävaihtoehtojen löytämisestä konkreettisille on edelleen ajankohtainen.
• Tutkijat keskittyvät aina mahdollisuuksiin laajentaa raaka-ainepohjaa - etenkin rakennebetonin suhteen. Heitä kiinnostavat ennen kaikkea suljetut, soramaiset täyteaineet, joiden kiinteä faasi on melkein sataprosenttisesti amorfisessa (lasimaisessa) tilassa.
• Syynä tähän on varmuus siitä, että lasimaiset aggregaatit, joilla on lisääntyneet lujuusominaisuudet, mahdollistavat mekaniikan ja lämpötekniikan kannalta tehokkaan betonin saamisen - paitsi lämpöä eristävän myös rakenteellisen. Tämä mahdollistaa rationaalisten suunnitteluratkaisujen toteuttamisen rakennuskoteloille erilaisissa ilmasto-olosuhteissa.

Joka tapauksessa kevyen betonin luominen, jolla on parannetut lujuusominaisuudet, antaa meille mahdollisuuden palata takaisin kolmikerroksisista seinärakenteista yksikerroksisiin. Samaan aikaan 40-50 cm paksuus riittää tarjoamaan seinälle maksimaalisen lämmönkestävyyden.

Itsepuhdistuva betoni

Toinen innovaatio oli betonin luominen, jolla oli korkeammat esteettiset ominaisuudet - eli sen pinta ei vaadi viimeistelyä. Tämä on ns. Itsepuhdistuva betoni.

Vain yksi lisäosa ratkaisee paljon.

Tämä saavutettiin lisäämällä betoniin titaanidioksidia - valkaisevan vaikutuksen omaavaa ainetta, joka siihen asti oli vain elintarvikelisäaine. Sitä lisätään ruokaan samaan tarkoitukseen - valkaisevan vaikutuksen saavuttamiseksi.

• Nyt valkoisen betonin saamiseksi sinun ei tarvitse käyttää kallista valkoista sementtiä.
• Titaanidioksidi valkaisee menestyksekkäästi myös tavallista harmaata sementtiä, minkä seurauksena koristebetonia voidaan saada hintojen noustessa hieman. Eikä se ole vain materiaalin estetiikkaa.
• Titaanidioksidi toimii myös katalysaattorina, joka ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta laukaisee monien rakenteiden ulkopinnoille kertyvien haitallisten aineiden ja bakteerien hajoamisreaktion.
• Tästä syystä tällaista betonia kutsutaan myös fotokatalyyttiseksi.

• Rakennusten kyky puhdistaa itseään on merkittävä osa ekologiaa. Ja yleensä se säästää paitsi rakennusten koristeluun, myös poistaa julkisivujen säännöllisen puhdistuksen tarpeen.
• Lisäksi suurin osa isoista rakennuksista, joissa on mielenkiintoista modernia arkkitehtuuria, on rakennettu tänään betonista. Esimerkiksi Ruotsissa on käynnistetty projekti, joka kehittää paitsi itsepuhdistuvien betonien erityislaatuja myös muiden rakennusmateriaalien luomisen, jotka voidaan päällystää katalyyttisillä yhdisteillä.
• Tällaiset mahdollisuudet ilmestyivät nanoteknologian kehityksen myötä. Mitä he tekevät titaanidioksidista? Se on yksinkertainen - ei vain sen jauhe, mutta nanohiukkasia käytetään katalysaattorina. Ja mitä pienempiä ne ovat, sitä aktiivisemmin sen ominaisuudet ilmenevät.

Muuten! Japanissa samanlaista tekniikkaa on jo kauan käytetty keraamisten laattojen ja julkisivupaneelien valmistuksessa.

Julkisivukeramiikka

Ruotsalaiset pitävät tarpeellisena edistää merkittävästi fotokatalysaattoreiden käyttöä koskevaa tutkimusta ja suunnittelevat tällaisten materiaalien sarjatuotannon. Loppujen lopuksi ne tai niiden päällä oleva katalyytti puhdistaa paitsi itse rakenteen pinnan myös sen ympärillä olevan ilman.

Erityisesti sitä tarvitsevat betonitunnelit, joiden läpi autovirta jatkuvasti liikkuu. EU on myöntänyt näihin tutkimuksiin siisti summan - yli 2 miljardia dollaria. Joten Euroopalla on myös paljon toiveita näihin tekniikoihin.

Läpikuultava betoni

Innovatiiviseen kehitykseen rakennusalalla sisältyy myös tekniikka läpikuultavien materiaalien luomiseksi.Betonia, joka osoittautuu myös läpäisevän valoa, ei ole jätetty huomiotta.

Mikä on optisen tehon syy?

Suuren täyteaineen puuttuminen myötävaikuttaa tähän ilmiöön (esiintyy vain graniitti- tai marmorilastuja) ja lasikuitun läsnäolo:

• Sitä lisätään korkeintaan 5% betonin kokonaistilavuudesta, mikä antaa sinun säilyttää kaikki sen perusominaisuudet: lujuudesta vedenkestävyyteen.
• Itse asiassa lasikuitu toimii tässä lujitekuiduna ja pitää tuotteen muodonmuutoksilta.
• Miksi tarvitsemme sellaisia ​​ja jopa niin kalliita metamorfooseja? Tosiasia on, että tällä materiaalilla on valtava potentiaali suunnittelun alalla.
• Lohkot eivät ole täysin läpinäkyviä, ne lähettävät vain chiaroscuroa, ja kun valaistus muuttuu, kuvio muuttuu.

Mitä voin sanoa - on parempi nähdä kerran!

Merkintä! Betonin läpinäkyvyysaste ei riipu sen paksuudesta, vaan siinä olevien optisten kuitujen määrästä. Ulkonäöltään tällaisesta betonista valmistettua tuotetta voidaan verrata arvokkaisiin luonnonkiillotettujen kivien lajikkeisiin, mikä mahdollisti sen käytön sisustussuunnittelussa.

Nykyään läpikuultavaa betonia valmistetaan myös Venäjällä. Sen suorittamiseen on useita vaihtoehtoja.

Nämä ovat neljä perusväriä:

• tummanharmaa,
• vaalean harmaa
• valkoinen (marmoroitu)
• kellanruskea (hiekkakiven alla).

Mutta kun suoritat betonia tilauksesta, se voidaan sävyttää mihin tahansa väriin. Materiaalin malli ja rakenne voivat myös vaihdella asiakkaan toiveiden mukaan.

Nykyään paitsi sisäseinät ja julkisivulevyt on tehty läpikuultavasta betonista, myös työtasot, baarit ja vastaanottopöydät, pienet arkkitehtuurimuodot (penkit, aidat) ja jopa valaisimet.

johtopäätös

Kehittäjät kiinnittävät nykyään huomiota sellaiseen suuntaan kuin betonin kierrätys - eli sen kierrätykseen. Aluksi oli kyse siitä, että syväkäsittelyn tuloksena oli mahdollista saada sideaine, joka voisi olla sopiva jopa heikkolaatuisen betonin valmistukseen.

Teräsbetonin murskaus ennen kierrätykseen lähettämistä

Mutta tänään sama NIIZHB työskentelee jo parhaillaan kuinka saada luja betoni tällaisesta sideaineesta. Muuten, hänen johtonsa rakennusministeriössä teki ehdotuksen konkreettisen teknologian kehittämisohjelman hyväksymisestä. Loppujen lopuksi betoni on vuosisadan materiaalia - ja on epätodennäköistä, että jotain muuttuu lähitulevaisuudessa.