Гибкий бетон: как российские ученые «подружили» цемент с рисовой золой ( 5 фото )

Применение, основные характеристики и функции составляющих бетонной смеси

Благодаря своей пластичности художественный бетон имеет очень широкий спектр применения. Из него изготавливают любых размеров бетонные фигуры, лепнину, садовые вазы и вазоны, декоративный камень, малые архитектурные формы и многое другое.

В зависимости от задачи состав бетонной смеси меняется за счет качественного и количественного включения различных полимерных, химических и минеральных добавок.

В их функцию входит придание бетонной смеси пластичности, возможности регулирования текучести, времени застывания, увеличения водонепроницаемости и морозостойкости.

Для упрочнения структуры камня в состав смеси вводятся активные вещества: микрокремнезем и различные золы. Получить более подвижный раствор и для лучшего перемешивания, а также для уменьшения количество затворяемой воды применяются пластификаторы. Для самоуплотняющегося бетона (не требуется вибрации) применяют гиперпластификаторы, с помощью которых можно получить тонкие и особо прочные конструкции. В этих целях также используют мелкозернистый цемент. Чем больше цифра в его названии, тем меньше цементное зерно и тем выше можно получить прочность изделия (при одинаковом количестве цемента).

Художественный бетон можно окрашивать вводя в раствор цветные пигменты. Чаще используют минеральные пигменты (оксиды и соли различных металлов). Можно также вводить органические пигменты и анилиновые красители. Последние дают более интенсивный цвет при меньшем их количестве. Но они менее устойчивы к разрушающему действию ультрафиолета. При использовании последних труднее получить равномерную окраску изделия без включения в состав смеси специальных добавок (например, белую сажу).

Красители несколько уменьшают прочность изделия, так как требуют увеличения количества воды затворения. Поэтому внутренний окрас надо ограничивать, вводя минимальное количество красителя, а более насыщенный цвет можно получить за счет внешнего дополнительного окрашивания. Более подробно о способах окрашивания искусственного камня рассказано в соответствующей статье на эту тему.

Несколько слов из теории бетона

Всем известно, чем плотнее бетон, тем он прочнее. Не будем приводить цифровые значения этого показателя, при желании его можно найти на специализированных сайтах.

Но как проще получить плотный бетон? Если грубо, то есть два способа.

Первый. Это вибропрессование. Давление и вибрация уплотняют и упрочняют бетон.

Второй. Заполнение пустот между частицами цемента и песка без вибрирования. Для этой цели необходим гиперпластификатор, каменная мука, зола и другие компоненты. Такой состав называют мелкозернистым бетоном и он применялся при изготовлении тонкостенных изделий, например: плиток под кирпич или пустотелого ангела.

Для наглядности, чтобы понять принцип заполняемости, несколько примеров с размерами зерна этих составляющих.

Зерно обычного цемента в среднем имеет значение 40-80 мкм, доломитовая мука – 30 мкм, маршалит – 50…100 мкм, микротальк (МИТАЛ) – 5…20 мкм, микрокальцит – 100 мкм, зола – 12…25 мкм, микротальк ТРПН – до 90 мкм, микрокремнезем – 2…10 мкм.

Специалисты используют формулы, по которым определяется оптимальное соотношение между составляющими смеси. Нужно получить такую массу, в которой пустот между компонентами смеси будет минимально. Кроме этого надо учитывать удельный вес составляющих и их химическую активность. Хорошо, когда в них побольше присутствует SiO2.

Еще пару слов о полимерах. Для повышения липкости раствора, как ранее отмечалось, используют различные редиспергируемые порошки (РПП), для удержания воды (если нет возможности укрыть бетонный слой полиэтиленовой пленкой) используются эфиры целлюлозы.

На остальных мы коротко уже останавливались. Есть много и других компонентов, но в одной статье обо всём сразу не расскажешь. Пока из теории все. В дальнейшем будем изучать ее подробнее по мере проведения практических занятий дома и на загородном участке.

Часть из перечисленных выше компонентов нами уже использовалась и приводился их количественный состав при изготовлении ангела для фонтана и бетонной вазы.

Заключение

Огромные возможности при правильном составлении рецептур и его дальнейшем использовании несет в себе этот удивительный пластичный материал – художественный бетон.

У энтузиастов, которые хотят освоить технологии, не тупо повторяя известные подходы, и имеют желание как-то их модернизировать, особенно в их применении, несомненно всё получится.

А может для кого-то это будут первые шаги для перехода от стадии любителя к открывающему свое дело мастеру.

В дальнейшем мы продолжим начатый разговор о свойствах ингредиентов, о принципах подбора состава бетонной смеси и применении пластичного бетона.

Всем успехов и удачи в вашем творчестве. До новых встреч на страницах КАМЕНЬ И САД СВОИМИ РУКАМИ.

Современные ученые, работающие в области бетоноведения по всему миру, не довольствуются достигнутыми результатами. Что нам кажется надежным, нерушимым и, вообще, пределом совершенства, для них это – пережитки прошлого. Узнаем, на что замахнулись сингапурские ученые, и к какому результату пришли.

Бетон: преимущества и недостатки

Рассмотрим сначала основные преимущества бетона:

? Доступность — как было сказано выше, для приготовления бетона не нужны какие-то дорогостоящие стройматериалы. Поэтому первое достоинства использования бетонной смеси, это её доступность. Из бетона можно лить заборы, строить дома и использовать материал для создания дорожек в саду.
? Удобство работы с бетоном, также является неоспоримым преимуществом этого популярного строительного материала. Сегодня процесс заливки фундаментов и стен бетоном может быть полностью автоматизированным. Для этих целей используют бетононасосы, которые дают возможность быстро и легко доставить бетон на большую высоту и расстояние.

? Стойкость и долговечность бетона проверена годами, и это факт. Многочисленные бетонные изделия, которые были построены ещё в начале прошлого века, благополучно стоят и до сих пор. Конечно же, здесь важна правильная технология приготовления бетона и дальнейшее использование смеси согласно действующим нормам.
? Отличные физико-механические свойства бетона позволяют использовать эту строительную смесь повсеместно. Бетон просто незаменим при строительстве домов и промышленных объектов.
? Гибкое применение — из бетона можно создавать объекты самой сложной конфигурации, и это не может быть отрицательной стороной данного материала.

Однако не лишён бетон и некоторых недостатков. В частности, неправильные пропорции, и плохие по качеству компоненты, могут негативно повлиять на прочностные показатели и долговечность бетонной смеси. Какие недостатки присущи бетону?

Недостатки бетона

Несмотря на все преимущества и универсальность в использовании, бетон подвержен ряду серьезных деформаций. Прочность бетона на растяжение не так велика, как на сжатие, поэтому нередко бетонные изделия лопаются и растрескиваются из-за чрезмерно сильных нагрузок.

Особенно это заметно, когда влага зимой попадает внутрь бетона и расширяется при замерзании. Тогда начинаются необратимые последствия, связанные со вспучиванием бетона изнутри, приводящие к разрушению, даже самой прочной ЖБ конструкции.

Кроме того, бетон, просто никудышный изоляционный материал, поэтому для увеличения данного свойства, в бетонную смесь нередко добавляются добавки и пластификаторы. Подвержен бетон воздействию и со стороны таких веществ, как хлористый натрий, который широко применяется для борьбы с обледенением.

В отдельных случаях, некоторые химические компоненты могут вступить в реакцию с портландцементом, применяемым для производства бетона. Вследствие этого серьезно нарушаются физико-механические свойства бетонной смеси, что приводит к неизбежному сокращению срока службы изделий из бетона.

Решение проблемы «по старинке»

Каждому первокурснику любого строительного или околостроительного учебного заведения известно: бетон не выдерживает серьезные нагрузки на изгиб, как не дорабатывай его подбор состава, и какие суперпластификаторы не добавляй. Как правило, прочность на изгиб бетона любой марки в 28-суточном возрасте меньше чем на сжатие 8, а то и в 10 раз. Этот недостаток проявляется в виде трещин в нижней части любого бетонного изделия, и как следствие, его раннее разрушение.

Для предотвращения проявления такого свойства, уже более 100 лет бетон армируют специальными каркасами, располагающимися в нижней части изделия. Арматура берет растягивающие нагрузки на себя, увеличивая долговечность бетона и его способность сопротивления изгибающим нагрузкам.

Но все это лирика, по сравнению с тем, что дает арматура, кроме стойкости к разрушению под действием изгибающих моментов.

возрастание веса конструкции, соответственно увеличивается нагрузка на основание, что также требует дополнительного усиления;
трудоемкость выполнения работ;
коррозия металла в бетонном теле, как одна из причин уменьшения его эксплуатационного срока;
затраты на металл значительны, как и услуги специалистов, работающих с ними.

САМОЗАЛЕЧИВАЮЩИЙСЯ ЭЛАСТИЧНЫЙ БЕТОН

Аннотация. Цель данной статьи — рассмотреть новый тип бетона: состав, область применения, преимущества, недостатки.

Ключевые слова: бетон, восстановление бактериями, трещины в бетоне.

Бетон – это искусственный каменный строительный материал, состоящий из вяжущего вещества, крупных и мелких заполнителей, воды. Известно, что бетон использовался более 4000 лет назад. В средние века рецепт цемента был утерян, но в начале 19 века начали проводиться опыты по получению «нового» вяжущего материала для производства бетона. Первым, кому удалось заново открыть рецепт цемента, стал британец Джозеф Аспдин. В 1824 году при температуре около 1500С он получил мелко размолотый материал, который используется в качестве связующего в бетонах и растворах, назвали «портландцемент».

Через некоторое время люди столкнулись с проблемой слабости бетона к растяжению и изгибу. К началу 20-го века произошёл мощный толчок в строительстве. Путём экспериментов получили железобетон, где нагрузки на растяжение воспринимала на себя арматура из стали. Небоскрёбы, дамбы, гидроэлектростанции и другие сложные конструкции – всё это стало доступно.

Бетон считается очень прочным материалом и с течением времени становится только более твёрдым, но он не застрахован от появления трещин и микротрещин. В свою очередь, из-за трещин в материал попадает влага, которая приводит к нежелательным последствиям, таким как:

1. Снижение прочности из-за водной эрозии.

2. Повреждение армирующих элементов за счёт коррозии.

3. Распространение зловредных микроорганизмов.

4. Нарушение герметичности конструкций.

5. Лавинообразное падение характеристик бетонной конструкции.

Если заметить данные разрушения на начальном этапе, то процесс можно остановить, но для этого требуются большие трудовые и денежные затраты. Предугадать такие изменения крайне сложно, иногда, даже невозможно.

Но голландский учёный Хенк Джонкерс нашёл решение данной проблемы и подарил бетону «вечную жизнь», благодаря функции самовосстановления.

Всё самое логичное и упорядоченное человек всегда искал в природе. Так и поступил Хенк Джонкерс. Он взял за основу чудесное свойство регенерации костей человека, в котором большую роль играет кальций, также помимо перечисленного свойства, придающий прочность и пластичность скелету человека. В состав самовосстанавливающегося бетона, как раз и входят бактерии Bacillus pseudofirmus и Sporosarcina pasteurii, которые способны выжить в щелочной среде, такой как бетон, без дополнительных питательных веществ, а при взаимодействии с водой вступают в реакцию, тем самым способствуя образованию карбоната кальция, содержащего 40 % кальция. При действии влаги на данные бактерии, они выделяют известковое вещество, играющее роль некоторого «пластыря» для бетона (рисунок 1).

Рисунок 1.

Появилась замечательная идея, но был ряд вопросов, таких как: питание микроорганизмов и контроль их численности, которые и пришлось решить учёным.

Сначала первую проблему хотели решить при помощи ввода в состав бетона сахарного раствора, но это только ухудшило параметры бетона. В итоге была найдена альтернатива, и в качестве источника питания выступил лактат кальция, который на свойства бетона не влиял, либо это влияние было минимально.

Вторую проблему решили при помощи ввода бактерий в спящее состояние, в котором они могут пребывать до 200 лет при соответствующих условиях.

В итоге в общем виде идея приобрела реальные очертания: лактат кальция помещают в капсулы из биоразлагаемого пластика, размером от 2 до 4 мм, капсулы помещают в бетонный раствор с добавлением любых химически активных веществ, и при образовании трещин и соответствующем проникновении воды, они активизируются и потребляя пищевой ресурс выделяют известняк, тем самым залечивая «рану» в теле бетона (Рисунок 2).

Рисунок 2.

Что интересно, данные бактерии не несут вред и опасность для человека, даже если они попадут в организм, то будут совершенно безвредны.

Ещё одним значительным свойством данного бетона является большая устойчивость при изгибе, по сравнению с обычным бетоном. После снятия нагрузки на его поверхность, бетон сразу начинает процесс самовосстановления (Рисунок 3)

Рисунок 3.

Данная технология самовосстанавливающегося бетона находится в тестовом режиме. Учёные пытаются довести разработку до совершенства и снизить цену на материал будущего, так как сейчас 1 м³ обычного бетона стоит в 3 раза дешевле инкапсулированного бактериями бетона. И это пока что единственный минус данного бетона, который Хенк Джонкерс и его команда пытается свести к минимуму и сделать свою разработку в два раза дешевле. Естественно цена самозалечивающегося бетона будет выше цены обычного, но эта разница окупится за долговечный эксплуатационный период бетонных сооружений без дополнительного вмешательства человека.

В будущем этот бетон планируется использовать при строительстве сложных, ответственных конструкций, например, мостов.

Список литературы:

ФУНДАМЕНТАЛЬНО. РФ: Самозалечивающийся эластичный бетон. – Режим доступа: https://xn--80aakf5adeeck4bfm6j.xn-- p1ai/news/jelastichnyj-beton.html.
Википедия. Свободная энциклопедия: Бетон. — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD
Domisad.org Что такое бетон – определение, виды, каким должен быть правильный бетонный раствор. https://domisad.org/chtotakoyebeton/

Новый взгляд на гибкость бетона

Да, именно исключить арматуру из железобетона. Подобной целью задались ученые, работающие в сингапурской школе экологической инженерии NTU’s School of Civil and Environmental Engineering. Они разработали уникальную добавку в бетон, делающую его не только более прочным, а также максимально гибким и практически не скользким.

Профессор Ян Ан-Хуа, работающий над этим вопросом, заявил, что прорывом для их открытия стали многие часы изучения бетона, его основных компонентов и их взаимодействие на молекулярном уровне. Когда пришло осознание, как они работают вместе, какое влияние имеют друг на друга, стало понятно, какие добавки лучше всего использовать для достижения определенных свойств бетона.

Например, для получения гибкости, в бетон добавляется специальное ультратонкое волокно, которое равномерно воспринимает нагрузки, распределяя их по всей площади бетона. Также подобные волокна не бетонируются «намертво» в растворе. Они как бы проскальзывают под давлением относительно друг друга.

Именно поэтому бетон и напоминает своими свойствами кусок резины. К таким армирующим волокнам также добавляют присадку, которая позволяет заполнителю образовывать шершавый рельеф на поверхности бетона, который смело можно назвать антискользящим. Подобный бетон авторы разработки назвали ConFlexPave.

К слову сказать, подобное вещество по своему составу никоим образом не напоминает фиброволокно, которое добавляется в ячеистые бетоны, хотя и схоже своим видом. Как утверждают разработчики, такая фибра – новая разработка, которая может в будущем полностью заменить арматуру в бетоне.

«Отказаться от арматуры», — вы шутите?

Создатели бетона ConFlexPave стремятся к тому, чтобы полностью заменить громоздкую арматуру на свое сверхлегкое и невероятно прочное фиброволокно. На сегодняшний день пока еще ведутся разработки в этой области. Пока лишь были обнародованы фото и часть результатов испытания образца гибкого бетона.

Результат ошеломляющий. Показатели прочности бетона с фиброй как на сжатие, так и на растяжение практически одинаковы и больше чем у обычного образца почти в 3 раза при аналогичной проектной марке раствора.

Как утверждает разработчик гибкого бетона, они создавали свое детище в первую очередь для увеличения эксплуатационного периода бетонных дорожных покрытий. К тому же подобная разработка позволит уменьшить их толщину и скорость укладки. К тому же, гибкий бетон станет спасением не только при проведении дорожных работ.

Его свойства взяли на заметку для разработки сейсмоустойчивых монолитных зданий и конструкций. Трудно даже представить, какую революцию произведет подобная разработка в области изготовления железобетона, в свое время, конечно, когда мы будем к этому готовы…

Бетон, как строительное средство, был впервые получен еще в Древнем Риме. Но с тех пор требования к его качеству и характеристикам выросли многократно. Возведение сооружений в сейсмически опасных зонах и под водой вызвало необходимость получения новых типов бетона, которые бы обладали повышенной прочностью и упругостью одновременно.

Технология гибкого бетона | Сверхупругая гофрированная оболочка

Именно по этой причине недавно был разработан совершенно новый тип строительного материала – гибкий бетон. Этот материал при серьезных нагрузках не ломается на куски, как стекло, а изгибается под внешним давлением. В чем главное отличие гибкого бетона от обычного материала? Обычные бетонные плиты . Кроме того, в состав материала входит мельчайший песок, что обеспечивает бетону особую гладкость. Материал обладает грандиозной прочностью на сжатие, аналогичной обычному бетону, но гораздо пластичнее. Благодаря этому уникальному свойству новый тип материала от чрезмерных нагрузок получает лишь микротрещины, но не разламывается.
https://youtu.be/_Vij67UeHz0

Дом из гибкого бетона спокойно выдерживает большие нагрузки в экстремальных погодных условиях и обладает большой прочностью, требующей меньше ремонта в процессе эксплуатации. Гибкий бетон можно использовать для строительства любых сооружений, где используется обычный бетон, но стоит заметить, что стоимость инновационного строительного материала минимум в три раза выше традиционного бетона. Впрочем, специалисты строительной отрасли цивилизованных стран уверены, что гибкий бетон в качестве строительного материала – лучшее средство для улучшения инфраструктуры в ближайшем будущем.

Источник

Прозрачный (светопроводящий) бетон – альтернатива традиционному серому и унылому бетону. Сквозь такой материал видны силуэты людей и предметов, можно даже различить их цвета. Фокус такого бетона в его неоднородности. Кроме традиционных компонентов в состав входят оптические волокна различной толщины. Благодаря им и создаётся светопроводящий эффект.

Эта идея пришла в голову Арону Лосконши во время его обучения в Стокгольме. Арон назвал своё изобретение литракон. После этого он открыл одноимённую компанию, которая сейчас занимается производством прозрачного бетона, а также дальнейшими разработками в этой области. Название LiTraCon получилось от английского light transmitting concrete, что в переводе означает светопроводящий бетон.

Оптические волокна проводят свет от одной поверхности блока к другой. Благодаря своему небольшому размеру (2 мкм – 2 мм в диаметре) оптические волокна не влияют на крепость бетона. Как правило, в изделиях из прозрачного бетона оптическое волокно составляет не более 5% общего объема. Стены из литракона, будучи крепкими, прозрачны, как абажур лампы. Литракон обладает теми же свойствами, что и обычный бетон, и может быть использован в строительных и отделочных работах. Прозрачный бетон прошел испытания в университете города Будапешта.

Самым первым изделием из прозрачного бетона был Литрокуб – светильник, общий вес которого достигал 20 кг.

Впервые Литрокуб представили на мебельной выставки в Кельне, затем на ярмарке Light+Building в городе Франкфурте и выставке в вашингтонском музее.

Благодаря высокой проводимости света оптическим волокном литракон способен оставаться прозрачным даже при толщине в несколько метров. Теоретически толщина прозрачных стен может достигать 20 метров.

К сожалению, в связи с высокой дороговизной на данный момент литракон пока не может конкурировать с обычным бетоном. Цена одного квадратного метра такого бетона достигает 1000 долларов, а это по карману далеко не каждому застройщику. Несмотря на это, прозрачный бетон набирает свою популярность в первую очередь благодаря ассоциации с лёгкостью и открытостью.

На сегодняшний день из литракона выполнены элементы зданий в Европе, Америке, а также в Японии.

uvakin.ru

Характеристики эластобетона

Материал не ломается на куски, как стекло. При больших нагрузках на сжатие он только прогибается. Образующиеся микротрещины не ведут к дальнейшему разрушению, как в обычных конструкциях. Причина такой прочности – в специальных добавках. Предназначены они для заливки полов в промышленных масштабах. Это уже финишное покрытие, которое не требует дополнительного выравнивания и пропиток. Применяется также эластичный материал при изготовлении цветной мозаики на полах – терраццо. Здесь отлично сочетаются разные оттенки и узоры.

Главное свойство бетона – это сохранение целостности структуры при возникновении разного рода нагрузок. Появление пустот вызывает постепенное разрушение изделия. Поэтому при внесении специальных компонентов данная техническая характеристика не должна быть ухудшена. Наоборот, они улучшают адгезию разных веществ между собой и армирующими элементами. Добавки снижают размеры возможных раковин, увеличивая срок эксплуатации изделий, улучшая прочностные данные и понижая влагопроницаемость затвердевшей массы.

Виды эластобетона

На практике используется несколько типов материала, отличающихся свойствами и характером действия: • пластификаторы; • противоморозные; • модификаторы; • замедлители; • отвердители; • вещества для самовыравнивания поверхностей.

Эластичные свойства придают цементному составу специальные добавки – пластификаторы. В их основе содержатся полимерные компоненты, которые вносятся в сухие смеси и жидкие бетонные растворы. Делается это с целью получения заданной текучести, влагопоглощения, пластичности. Вместе с тем они не должны иметь запаха, хорошо смешиваться с основным веществом – цементом, быть устойчивыми к воздействию растворителей, обладать минимальным уровнем испаряемости.

Важно! Пластификаторы увеличивают прочность цементного раствора после его окончательного отвердевания. Кроме обеспечения упругости, они снижают массу раствора. Например, перекрытие с такой бетонной стяжкой весит меньше. Следовательно, сокращается и нагрузка на опоры.

Основной проблемой всех типов бетонов является постепенное снижение прочности в результате влияния воды и низких температур. Добавки поднимают температурный порог промерзания. Это действие похоже на работу антифриза в воде, который не дает ей замерзнуть при отрицательной температуре. Слой бетона в 10 см может застывать в течение месяца при положительных ее значениях.

Гибкий бетон

В Сингапуре создано инновационное строительное вещество – гибкий бетон ConFlexPave. Его прочность сопоставима со стальными материалами, а гибкость в два раза превышает этот показатель обычной цементной конструкции. В состав гибкого бетона входит полимерное микроволокно. Оно, кроме гибкости, усиливает адгезию бетона с покрываемой поверхностью.

Это уже не просто бетон, а композитное вещество, в которое добавляют разные компоненты в зависимости от поставленных задач. Теперь бетонные композиты заменят обычные плиты на дорожном или аэродромном покрытии. Они легче и прочнее, что важно при строительстве мостов, домов и других высотных сооружений.

Первые виды гибких бетонов появились около десятка лет назад. Их принцип работы заключается в скольжении слоев стройматериала между собой. В то время как у традиционной смеси все компоненты просто твердеют и теряют эластичность. Поэтому у нового бетона нет деформаций, ведущих к медленному разрушению. У гибкого бетона есть один недостаток – цена. Стоимость его в три раза выше, чем у обычного изделия.

Вариации на тему бетона – ученые совершенствуют привычную ЦПС

У бетона хоть и не столь долгая история, как у кирпича и древесины, но без него сегодня не обходится ни одна стройка – фундамент, перекрытия, дорожки и многое другое. И если для большинства из нас бетон – это смесь цемента, песка, щебня и воды в определенных пропорциях, то для ученых – плацдарм для опытов. Что интересно, результаты многих опытов реально применять на практике, а не только в лабораториях. В нашей подборке собраны как раз такие, усовершенствованные бетоны с необычными характеристиками.

Гибкий бетон

В сингапурском научно-исследовательском центре при Наньянском технологическом университете группа ученых во главе с профессором Чу Цзянем разработала принципиально новый вид бетона – гибкий (ConFlexPave).

Обычный бетон отличается повышенной прочностью, особенно когда речь о ЖБИ, усиленных арматурой. Однако от хрупкости его не избавляет даже армирование, и изгиб вызывает растрескивание и постепенное разрушение. Кроме того, железобетон тяжелый, что создает определенные сложности в процессе укладки плит.

Гибкий бетон, разработанный сингапурцами, прочнее и устойчивее к износу, и способен значительно прогибаться, за счет особого состава.

К стандартному песку, щебню и цементу добавлены полимерные микроволокна – эти тончайшие синтетические нити равномерно распределяют нагрузку и позволяют изготавливать тонкие и облегченные дорожные плиты. При этом по прочности полученный бетон можно сравнить с металлом. Будучи гибким, он практически не подвержен истиранию. Это особенно актуально на трассах или пешеходных дорожках в зонах повышенной проходимости. Гибкие плиты прошли испытания на стенде, в ходе которых была доказана повышенная гибкость материала и его устойчивость к прямому физическому воздействию.

Немаловажно, что использование гибкого бетона значительно упростит жизнь дорожным службам – сократится трудоемкость процесса укладки, частичная замена полотна не будет требовать остановки движения. Тест-драйв новинка проходит прямо на территории университетского комплекса – там громадная пешеходная нагрузка, да и дорожный трафик впечатляющий. В дальнейшем ученые планируют подбирать состав плит, исходя из конкретных условий эксплуатации, еще на этапе производства добиваясь оптимальных характеристик.

Бетон с подсветкой

А мексиканца доктора Хосе Карлоса Рубио, из университета Мичоакана, больше заинтересовали свойства цемента, как важнейшего компонента бетона. Он разработал принципиально новое вяжущее, со сроком службы около века, да еще со светоизлучающей способностью. За десятилетие исследований он сумел изменить микроструктуру цемента, введя в него флуоресцентные добавки. На таком цементе получается не только более однородный раствор, без характерных «хлопьев». Эти кристаллические структуры, образующиеся на поверхности, ухудшают характеристики бетона и способствуют ускоренному разрушению верхнего слоя. Чтобы предотвратить кристаллизацию, Рубио и ввел в цемент добавку, а заодно получил бонусную декоративную подсветку.

В течение дня такой бетон накапливает солнечную энергию, а с наступлением темноты начинает отдавать ее, создавая потрясающие световые эффекты.

В отличие от пластика, из которого изготавливается большая часть флуоресцентных материалов, со сроком службы в несколько лет, бетонная подсветка устойчива к УФ лучам и прослужит век.

Новый цемент может применяться как самостоятельно, так и в смесях с другими материалами, для строительства различных объектов и дорожных покрытий. В плане экологичности светящийся цемент выигрывает у обычного – в его составе, в основном, мел и глина, а «отдача» при его производстве – в виде водяного пара. Цветовая гамма материала на данный момент представлена синим и зеленым цветом, а яркость подсветки можно регулировать, чтобы дорожки не слепили пешеходов и велосипедистов. В планах исследователя – попробовать соединить светящиеся частицы с другими строительными основами и получить новые стройматериалы, с эффектом подсветки.

Бетон из отходов

Утилизация осадков после очистки стоков давно превратилась в глобальную проблему для многих стран, которую усугубляют строгие экологические нормативы. Самый дешевый вариант – захоронение отходов – нелегален, так как в осадке большое количество химических веществ, способных ухудшить показатели почв. Очистным предприятиям Малайзии решить проблему помогли ученые, решившие, что пропадать такому количеству полезных веществ, в которых остро нуждаются другие отрасли, глупо.

Исследователи из национального технологического университета MARA научились добавлять порошок, получаемый из осадка, вместо части цемента, при производстве бетона.

Процесс получения заготовок простейший: осадок формуют в виде лепешек, которые просушивают и, для окончательного удаления жидкости, обжигают. Сухие заготовки тщательно измельчают и просеивают, получая однородный порошок, который в дальнейшем добавляют в бетонную смесь. Пропорции варьируются, исходя из желаемой марки бетона – максимальная доля порошка в цементе составляет 15 %, реально получить как бетон средней прочности, так и высоких классов. Ученые считают, что замена части цемента порошком из сточных осадков (DSWP – domestic waste sludge powder) повышает прочность бетона и снижает его проницаемость и засоленность. Разработка признана перспективной, так как с учетом потребностей строительной отрасли в цементе, даже незначительная доля стороннего вещества, да еще продукта переработки отходов, и экономически, и экологически выгодна.

Блоки из костробетона

Естественно, не осталась в стороне и Америка – на базе Массачусетского технологического института была организована краудсорсинговая платформа (ресурс для привлечения свежих идей и широкого круга исполнителей). Там и появился интересный с практической точки зрения проект Чада Нутсена. Частный дизайнер разработал строительные блоки из костробетона, производимые методом 3D-печати.

Основу блока составляет конопляная пенька (костра), в качестве минерального наполнителя – песок, вяжущее – портландцемент. Используя органику в качестве основного компонента, позволяющего значительно сократить долю вяжущего, реально уменьшить выбросы в атмосферу углекислого газа. Что касается технических характеристик, блоки получаются прочными, с высоким коэффициентом шумопоглощения и низким коэффициентом теплопроводности, да еще и с антисептическими свойствами (устойчивы к плесени и гнили).

Если бы речь шла только о сырьевой составляющей блока, ничего принципиально нового дизайнер не изобрел: и соломенный саман известен несколько веков, и от более современного арболита на древесной щепе костробетон недалеко ушел.

Однако фишка еще и в способе производства, и внутреннем строении – блок не монолитный, конопляно-цементная смесь при застывании образует ячеистую, напоминающую костную, структуру.

За счет этого блок получается легким, но максимально прочным, и в процессе печати реально заложить полости под все инженерные сети (электропроводка, коммуникации). Форма блоков также произвольная – они могут быть изготовлены как типовыми брусками, так и фигурными.

Применяемая Нутсеном ультразвуковая кавитация позволяет использовать в качестве основы не только конопляную костру, но и любой органический композит, так как сырье в процессе переработки максимально измельчается. Чтобы доказать, что костробетон действительно не уступает более привычным материалам в прочности, превосходя многие из них в плане экологичности, разработчик с единомышленниками планирует использовать их для строительства большого дома. Учитывая, что уже упомянутый арболит с успехом используется в частном домостроении, вряд ли блоки на базе костры потерпят фиаско. В любом случае, чем больше будет экологически чистых материалов, тем лучше для всех нас.

Инновации затрагивают все сферы нашей жизни – можно вырастить шезлонг, а вместо громоздкого дивана установить в маленькой квартире универсальный модуль. Вместо люстры и бра уже используют светящиеся обои, а в качестве дачи – картонный дом. И посмотрите видео о стеклянном доме, тоже не самом типовом, но от этого не менее привлекательном строении.

Гибкий бетон: как российские ученые «подружили» цемент с рисовой золой ( 5 фото )

Применение, основные характеристики и функции составляющих бетонной смеси