Innovazione nella produzione di calcestruzzo: è interessante

Gusevsky Andrey Anatolyevich

Tecnologie innovative: calcestruzzo traslucido

Nel corso degli ultimi cento anni il cemento semplice e rinforzato con telaio è stato e rimane il principale materiale da costruzione in tutto il mondo. Il volume della sua produzione è il doppio di tutti gli altri materiali fabbricati, compresi quelli super popolari come plastica, mattoni e piastrelle di ceramica.

Il calcestruzzo domina per la semplice ragione che spesso non esistono altre alternative. Pertanto, eventuali idee innovative riguardanti questo materiale non passano inosservate a scienziati e costruttori.

Nuovo aggregato per calcestruzzo leggero

Fondamentalmente, l'attività innovativa in relazione al calcestruzzo, riguarda lo sviluppo dei suoi nuovi tipi, il rafforzamento per esso, gli additivi. Inoltre, gli specialisti stanno anche lavorando alla creazione di nuove strutture e tecnologie che massimizzeranno la protezione o il ripristino del calcestruzzo.

Tutto può essere costruito dal cemento

Così:

• Oggi, il nostro istituto di ricerca ha già sviluppato calcestruzzo con tale resistenza al gelo e all'acqua che si può dire che la questione della riduzione delle prestazioni di strutture e rivestimenti sia rimossa dall'agenda.
• Particolare attenzione è rivolta alla creazione di calcestruzzo basato su cementi autoespandibili. Forniscono strutture in calcestruzzo con resistenza alla rottura e la stessa resistenza all'acqua, che è così importante per strutture di lunga durata o esposte ad ambienti aggressivi.
• E tale calcestruzzo ha già iniziato ad essere utilizzato oggi nella costruzione di impianti industriali. Ma nell'ingegneria civile, l'interesse maggiore è rivolto alla creazione di miscele di calcestruzzo ultraleggero con caratteristiche di elevata resistenza.
• L'istituto di cui sopra riceve già calcestruzzo leggero ad alta efficienza termica con il marchio M600, che consentirà loro di essere utilizzati in qualsiasi zona climatica del paese. Un aggregato vetroso fatto di rocce silicee viene utilizzato come riempitivo in tale calcestruzzo.

Nella costruzione su larga scala, dovrebbe sostituire gli aggregati di argilla facilmente espandibile (argilla espansa, agloporite). Ma perché non ci hanno fatto piacere?

Argomenti dei ricercatori

In primo luogo, nel nostro paese non ci sono risorse sufficienti per la produzione di argilla espansa nella giusta quantità, poiché le riserve di argilla facilmente espandibile, di cui non ce ne sono troppe, si esauriscono rapidamente. E i depositi di rocce silicee difficilmente possono essere esauriti nei prossimi cento anni. Ma questa non è, ovviamente, la cosa più importante. Dopotutto, se il nuovo filler non avesse vantaggi rispetto al vecchio, allora non ci sarebbe nulla di cui parlare. La ragione sta altrove.

In Russia, 50 anni fa è stato iniziato a costruire calcestruzzo di argilla e, in linea di principio, è ancora possibile continuare, poiché abbiamo circa duecento fabbriche che producono questo aggregato per un importo di 16 milioni. metri cubi all'anno. Ci sono molti sviluppi in questo settore, ma le realtà produttive sono tutt'altro che loro. L'argilla espansa con una densità di 400 kg / m3, o il calcestruzzo a base di essa con una densità di 800 kg / m3, non viene prodotto troppo.

Così:

• La perlite espansa è sempre stata considerata l'aggregato di calcestruzzo leggero più promettente. Ma ancora: materie prime, base produttiva e alcune difficoltà tecnologiche non danno motivo di considerare questo materiale promettente. Pertanto, rimane rilevante la questione della ricerca di opzioni aggregate alternative per il calcestruzzo.
• I ricercatori si concentrano sempre sulle possibilità di espandere la base delle materie prime, in particolare per quanto riguarda il calcestruzzo strutturale. Soprattutto sono interessati a riempitivi simili a ghiaia a cellule chiuse, la cui fase solida è quasi al cento per cento in uno stato amorfo (vetroso).
• La ragione di ciò è la certezza che aggregati vetrosi con caratteristiche di resistenza aumentate consentiranno di ottenere calcestruzzo efficace dal punto di vista della meccanica e dell'ingegneria del calore - non solo isolante dal calore, ma anche strutturale. Ciò consentirà di implementare le soluzioni di progettazione più razionali per la costruzione di buste per diverse condizioni climatiche.

In ogni caso, la creazione di calcestruzzo leggero con proprietà di resistenza aumentate ci consentirà di tornare nuovamente da strutture a parete a tre strati a strutture a strato singolo. Allo stesso tempo, uno spessore di 40-50 cm sarà sufficiente per fornire la massima resistenza delle pareti al trasferimento di calore.

Calcestruzzo autopulente

Un'altra innovazione è stata la creazione di calcestruzzo con qualità estetiche superiori, ovvero la cui superficie non richiede finitura. Questo è il cosiddetto calcestruzzo autopulente.

Solo un integratore risolve molto.

Ciò è stato ottenuto aggiungendo biossido di titanio al calcestruzzo, una sostanza con un effetto sbiancante, che fino ad allora era solo un additivo alimentare. Viene aggiunto al cibo per lo stesso scopo: ottenere un effetto sbiancante.

• Ora, per ottenere il cemento bianco, non è necessario utilizzare costosi cemento bianco.
• Il biossido di titanio imbianca anche con successo il normale cemento grigio, per cui il calcestruzzo decorativo può essere ottenuto con un leggero aumento del prezzo. E non è solo l'estetica del materiale.
• Il biossido di titanio funge anche da catalizzatore che, sotto l'influenza della radiazione ultravioletta, innesca la reazione di decomposizione di molte sostanze e batteri nocivi che si accumulano sulle superfici esterne di qualsiasi struttura.
• Per questo motivo, tale calcestruzzo è anche chiamato fotocatalitico.

• La capacità di costruire strutture autopulenti, svolge un ruolo enorme nell'ecologia. E in generale, risparmierà non solo sulla decorazione degli edifici, ma eliminerà anche la necessità di una pulizia periodica delle facciate.
• Inoltre, la maggior parte dei grandi edifici con interessante architettura moderna sono costruiti oggi in cemento. In Svezia, ad esempio, è stato avviato un progetto per sviluppare non solo diversi tipi di calcestruzzo autopulente, ma anche la creazione di altri materiali da costruzione che possono essere rivestiti con composti catalitici.
• Tali opportunità sono apparse a causa dello sviluppo della nanotecnologia. Cosa hanno a che fare con il biossido di titanio? È semplice - non solo la sua polvere, ma le nanoparticelle vengono utilizzate come catalizzatore. E più piccoli sono, più attivamente si manifestano le sue proprietà.

A proposito! In Giappone, una tecnologia simile è stata a lungo utilizzata nella produzione di piastrelle in ceramica e pannelli per facciate.

Fotoceramica della facciata

Gli svedesi ritengono necessario far progredire significativamente la ricerca nel campo dell'uso dei fotocatalizzatori e progettare di stabilire una produzione in serie di tali materiali. Dopotutto, il catalizzatore contenuto in essi o su di essi pulirà non solo la superficie della struttura stessa, ma anche l'aria circostante.

Le gallerie di cemento, attraverso le quali si muove costantemente il flusso delle auto, ne hanno bisogno soprattutto. L'UE ha stanziato una somma ordinata per questi studi - oltre $ 2 miliardi. Quindi, l'Europa ha anche grandi speranze per queste tecnologie.

Calcestruzzo traslucido

Gli sviluppi innovativi nel campo dell'edilizia comprendono anche le tecnologie per la creazione di materiali traslucidi.Il calcestruzzo, che, a quanto pare, può anche trasmettere luce, non è stato ignorato.

Qual è la ragione dell'effetto ottico

L'assenza di un grande riempitivo contribuisce a questo fenomeno (c'è solo granito o scaglie di marmo) e la presenza di fibra di vetro:

• Viene aggiunto non più del 5% del volume totale di calcestruzzo, il che consente di mantenere tutte le sue qualità di base: dalla resistenza alla resistenza all'acqua.
• In effetti, la fibra di vetro qui funge da fibra di rinforzo e mantiene il prodotto dalla deformazione.
• Perché abbiamo bisogno di tali metamorfosi, e anche di quelle così costose? Ma il fatto è che questo materiale ha un enorme potenziale nel campo del design.
• I blocchi non sono completamente trasparenti, trasmettono solo il chiaroscuro e quando l'illuminazione cambia, cambiano il motivo.

Cosa posso dire - è meglio vedere una volta!

Nota! Il grado di trasparenza del calcestruzzo non dipende dal suo spessore, ma dalla quantità di fibre ottiche in esso contenute. In apparenza, un prodotto fatto di tale calcestruzzo può essere paragonato a preziose varietà di pietra naturale levigata, che ne ha consentito l'uso nel design degli interni.

Oggi, il calcestruzzo traslucido viene prodotto anche in Russia. Esistono diverse opzioni per la sua esecuzione.

Questi sono quattro colori di base:

• grigio scuro,
• grigio chiaro
• bianco (marmorizzato)
• giallo-marrone (sotto arenaria).

Ma quando si esegue il calcestruzzo su ordinazione, può essere colorato in qualsiasi colore. Il modello e la struttura del materiale possono anche variare a seconda dei desideri del cliente.

Oggi, non solo le pareti divisorie interne e le lastre per facciate sono realizzate in cemento traslucido, ma anche controsoffitti, banconi da bar e reception, piccole forme architettoniche (panche, recinzioni) - e persino lampade.

Conclusione

Oggi gli sviluppatori prestano attenzione a una direzione come il riciclaggio del calcestruzzo, ovvero il suo riciclaggio. Inizialmente si trattava del fatto che a seguito di una lavorazione profonda era possibile ottenere un legante, che poteva essere adatto anche per la produzione di calcestruzzo di bassa qualità.

Frantumazione del cemento armato prima dell'invio per il riciclaggio

Ma oggi lo stesso NIIZHB sta già lavorando su come ottenere calcestruzzo ad alta resistenza da un tale legante. A proposito, la sua leadership nel Ministero delle Costruzioni ha presentato una proposta sull'adozione di un programma di sviluppo tecnologico concreto. Dopotutto, il cemento è il materiale del secolo - ed è improbabile che qualcosa cambi nel prossimo futuro.