חדשנות בייצור בטון: זה מעניין

גוסבסקי אנדריי אנטוליביץ '

טכנולוגיות חדשניות: בטון שקוף

בטון מזוין רגיל ומסגרת, במשך מאה השנים האחרונות היה ונשאר חומר הבניין העיקרי בעולם כולו. נפח הייצור שלו הוא כפול מכמות החומרים המיוצרים האחרים, כולל חומרים סופר-פופולריים כמו אריחים מפלסטיק, לבנים וקרמיקה.

הבטון שולט מהסיבה הפשוטה שלעתים קרובות אין אלטרנטיבות אחרות לכך. לכן כל רעיונות חדשניים הנוגעים לחומר זה אינם מתעלמים על ידי מדענים ובונים.

אגרגט חדש לבטון קל

בעיקרון, פעילות חדשנית ביחס לבטון, נוגעת לפיתוח הסוגים החדשים שלה, חיזוק עבורה, תוספים. בנוסף, מומחים עובדים גם על יצירת מבנים וטכנולוגיות חדשות אשר ימקסמו את ההגנה או השחזור של הבטון.

הכל יכול להיבנות מבטון

לכן:

• כיום מכון המחקר שלנו פיתח בטון עם עמידות כפור ועמידות בפני מים עד כי ניתן לומר כי נושא הפחתת הביצועים של מבנים וציפויים יוסר מסדר היום.
• תשומת לב מיוחדת מוקדשת ליצירת בטון על בסיס מלטים המרחיבים את עצמם. הם מספקים מבני בטון עם עמידות בפני סדק, ואותם עמידות בפני מים, החשובה כל כך למבנים באורך ארוך, או חשופים לסביבות אגרסיביות.
• ובטון כזה כבר החל לשמש היום בבניית מתקנים תעשייתיים. אולם בהנדסה אזרחית, האינטרס הגדול ביותר מרותק ביצירת תערובות בטון אולטרה-ישר עם מאפייני חוזק גבוה.
• המכון שהוזכר לעיל כבר מקבל בטון קל ויעיל בחום עם המותג M600, שיאפשר להשתמש בהם בכל אזור אקלימי במדינה. אגרגט מזכוכית העשוי מסלעי סיליקון משמש כמילוי בבטון כזה.

בבנייה רחבת היקף היא צריכה להחליף אגרגטים מחימר המורחב בקלות (חימר מורחב, אגלופוריט). אבל מדוע הם לא רצו אותנו?

טיעונים של חוקרים

ראשית, במדינה שלנו אין מספיק משאבים לייצור חימר מורחב בכמות הנכונה, מכיוון שהמאגרים של חימר מורחבים בקלות, אשר אינם רבים מדי, מתרוקנים במהירות. ומפקדי סלעי סיליקון כמעט ולא ניתן למצות במאה השנים הבאות. אבל זה כמובן לא הדבר החשוב ביותר. אחרי הכל, אם למילוי החדש לא היו יתרונות על פני הישן, אז לא היה על מה לדבר. הסיבה נעוצה במקום אחר.

ברוסיה הוחל בבניית בטון חרסית לפני 50 שנה ובעיקרון, אתה עדיין יכול להמשיך, מכיוון שיש לנו כמאתיים מפעלים המייצרים אגרגט זה בסכום של 16 מיליון. מ"ק לשנה. יש המון התפתחויות בתחום זה, אך מציאות הייצור רחוקה מהן. חימר מורחב בצפיפות של 400 ק"ג / מ"ק, או בטון על בסיסו בצפיפות של 800 ק"ג / מ"ק, אינו מיוצר יותר מדי.

לכן:

• פרלייט מורחב תמיד נחשב לאוסף הבטון הקל ביותר המבטיח. אך שוב: חומרי גלם, בסיס ייצור וכמה קשיים טכנולוגיים, אינם נותנים סיבה לשקול חומר זה מבטיח. לכן הנושא של מציאת אפשרויות מצטברות חלופיות לבטון נותר רלוונטי.
• חוקרים מתמקדים תמיד באפשרויות הרחבת בסיס חומר הגלם - במיוחד בכל הקשור לבטון מבני. יותר מכל הם מעוניינים בחומרי מילוי דמויי חצץ סגורים, שהשלב המוצק שלהם הוא כמעט מאה אחוז במצב אמורפי (מזוגג).
• הסיבה לכך היא הוודאות כי אגרגטים זגוגיים בעלי מאפייני חוזק מוגברים יאפשרו להשיג בטון יעיל מבחינת מכניקה והנדסת חום - ולא רק מבודד חום, אלא גם מבני. זה יאפשר ליישם את פתרונות העיצוב הרציונליים ביותר לבניית מעטפות לתנאי אקלים שונים.

בכל אופן, יצירת בטון קל עם מאפייני חוזק מוגברים תאפשר לנו לחזור שוב ממבני קיר תלת שכביים לבניינים בשכבה יחידה. במקביל, עובי של 40-50 ס"מ יספיק בכדי לספק עמידות מקסימאלית לקיר להעברת חום.

בטון לניקוי עצמי

חידוש נוסף היה יצירת בטון בעל איכויות אסתטיות גבוהות יותר - כלומר, שטחו אינו דורש גימור. זהו מה שמכונה בטון הניקוי העצמי.

רק תוסף אחד פותר הרבה.

זה הושג על ידי הוספת טיטניום דו חמצני לבטון - חומר בעל אפקט הלבנה, שהיה עד אז רק תוסף מזון. הוא מתווסף למזון לאותה מטרה - כדי להשיג אפקט הלבנה.

• עכשיו, כדי לקבל בטון לבן, אינך צריך להשתמש במלט לבן יקר.
• דו תחמוצת טיטניום גם מלבינה בהצלחה מלט אפור רגיל, וכתוצאה מכך ניתן להשיג בטון דקורטיבי עם עלייה קלה במחיר. וזה לא רק האסתטיקה של החומר.
• דו תחמוצת הטיטניום פועלת גם כזרז אשר, תחת השפעת קרינה אולטרה סגולה, מפעיל את תגובת הפירוק של חומרים מזיקים וחיידקים רבים המצטברים על המשטחים החיצוניים של מבנים כלשהם.
• מסיבה זו, בטון כזה נקרא גם פוטו-קטליטי.

• היכולת של בניית מבנים לניקוי עצמי ממלאת תפקיד עצום באקולוגיה. ובכלל, זה יחסוך לא רק על קישוט של מבנים, אלא גם יבטל את הצורך בניקיון תקופתי של חזיתות.
• יתר על כן, רוב הבניינים הגדולים עם האדריכלות המודרנית המעניינת בנויים כיום מבטון. בשוודיה, למשל, הושק פרויקט לפיתוח לא רק דרגות שונות של בטון שמנקה את עצמו, אלא גם יצירת חומרי בניין אחרים שניתן לצבוע בתרכובות קטליטיות.
• הזדמנויות כאלה הופיעו עקב התפתחות הננוטכנולוגיה. מה הם קשורים לתחמוצת טיטניום? זה פשוט - לא רק האבקה שלו, אלא חלקיקים ננו משמשים כזרז. וככל שהם קטנים יותר, כך מתבטאות תכונותיו באופן פעיל יותר.

דרך אגב! ביפן כבר מזמן נעשה שימוש בטכנולוגיה דומה בייצור אריחי קרמיקה ופאנלי חזית.

פוטו-קרמיקה של חזית

השבדים רואים צורך לקדם משמעותית את המחקר בתחום השימוש בפוטו-קטליסטים, ומתכננים להקים ייצור סדרתי של חומרים כאלה. אחרי הכל, הזרז הכלול בתוכם או עליהם ינקה לא רק את פני המבנה עצמו, אלא גם את האוויר סביבו.

מנהרות בטון, שדרכן זרימת המכוניות נעה ללא הפסקה, זקוקות לכך במיוחד. האיחוד האירופי הקצה סכום מסודר למחקרים אלה - יותר משני מיליארד דולר. אז, גם באירופה יש תקוות גדולות לטכנולוגיות אלה.

בטון שקוף

פיתוחים חדשניים בתחום הבנייה כוללים גם טכנולוגיות ליצירת חומרים שקופים.בטון, אשר מסתבר, יכול גם להעביר אור, לא התעלם.

מה הסיבה לאפקט האופטי

היעדר מילוי גדול תורם לתופעה זו (יש רק שבבי גרניט או שיש), ונוכחות פיברגלס:

• מתווספים לו לא יותר מ- 5% מהנפח הכולל של הבטון, המאפשר לשמור על כל התכונות הבסיסיות שלו: מחוזק ועד עמידות במים.
• למעשה, פיברגלס כאן משמש כסיב מחזק, ושומר על התנעה של המוצר.
• מדוע אנו זקוקים למטמורפוזות כאלה, ואפילו כאלה יקרות? אך העובדה היא שלחומר הזה יש פוטנציאל עצום בתחום העיצוב.
• הבלוקים אינם שקופים לחלוטין, הם משדרים רק קיארוסקורו, וכאשר התאורה משתנה הם משנים את התבנית.

מה אני יכול לומר - עדיף לראות פעם אחת!

פתק! מידת השקיפות של הבטון אינה תלויה בעובי שלה, אלא בכמות הסיבים האופטיים שבתוכו. במראה החיצוני ניתן להשוות מוצר העשוי מבטון כזה עם זנים יקרי ערך של אבן מלוטשת טבעית, שאפשרו את השימוש בו בעיצוב פנים.

כיום מיוצר בטון שקוף גם ברוסיה. ישנן מספר אפשרויות לביצוע שלה.

אלה ארבעה צבעי בסיס:

• אפור כהה,
• אפור בהיר
• לבן (שיש)
• חום-צהוב (מתחת לאבן חול).

אך כאשר מבצעים בטון בהזמנה, ניתן לגוון אותו בכל צבע. תבנית החומר ומבנהו יכולים להשתנות גם כן בהתאם לרצונו של הלקוח.

כיום, לא רק מחיצות פנים ולוחות חזית עשויים מבטון שקוף, אלא גם משטחי שולחן, שולחנות בר וקבלה, צורות ארכיטקטוניות קטנות (ספסלים, גדרות) - ואפילו מנורות.

סיכום

מפתחים היום לשים לב לכיוון כזה כמו מיחזור בטון - כלומר המיחזור שלו. בתחילה הייתה זו שאלה של העובדה שכתוצאה מעיבוד עמוק ניתן היה להשיג קלסר, שיכול להתאים גם לייצור בטון באיכות נמוכה.

ריסוק בטון מזוין לפני שליחה למחזור

אך כיום אותו NIIZHB כבר עובד על איך להשיג בטון בעל חוזק גבוה מקלסר כזה. אגב, הנהגתו במשרד הבינוי הציעה הצעה לאימוץ תוכנית לפיתוח טכנולוגי קונקרטי. אחרי הכל, בטון הוא החומר של המאה - ולא סביר שמשהו ישתנה בעתיד הקרוב.