Стройка будущего. Новые виды бетона умеют пить воду и пропускают свет

Бетон известен человечеству уже более 8000 лет, и он до сих пор остается одним из самых важных материалов в строительстве.

Специалисты из Канады разработали инновационную технологию изготовления бетона с помощью связывания диоксида углерода. Новая технология позволяет добиться тройного эффекта: бетон будет дешевле, прочнее и безопаснее для экологии. Сейчас технологию используют для строительства офисного центра в Атланте: в итоге здание площадью более 100 000 кв. м сможет абсорбировать столько же углекислого газа, сколько усвоят за год 800 гектаров леса.

Впрочем, другие ученые предлагают высаживать растения прямо на бетоне. Для этого понадобится специальный, «зеленый», вид материала. В его составе привычный портландцемент заменили на фосфат магния. В результате бетон стал пригоден для жизни микроорганизмов. Конечно, огород в такой «почве» не вырастить, а вот мох — вполне. Такой бетон можно использовать для облицовки домов и других архитектурных сооружений.

Бетон считается самым надежным строительным материалом. Его начали использовать в 6-м тысячелетии до н. э. Пол одной из хижин поселения каменного века был залит бетоном толщиной 25 см. Заполнителем был речной гравий, в качестве вяжущего материала использовалась красная глина. Тот факт, что археологи нашли эту конструкцию в целости, говорит о прочности бетона.

С развитием технологий бетон стал еще более неубиваемым: ему не страшен ни снег, ни дождь. В состав можно добавить воздухововлекающие добавки, которые придают бетону высокую морозостойкость.

Для строительства пешеходных дорог и парковок был создан новый бетон с пористой структурой. Материал, получивший название «пьющий бетон», способен всего за минуту впитать порядка 4000 литров жидкости. Попадая на такую «губку», вода очень быстро оказывается под дорожным покрытием. Дальше, в зависимости от типа основания, вода сливается напрямую в грунт или по специальным трубам уходит в канализацию.

Для мостов и инженерных конструкций, которым приходится выдерживать многотонные нагрузки, разработана технология преднапряженного бетона. Его особенность — умение выдерживать растягивающее напряжение. При изготовлении данного бетона прокладывают натянутые стальные канаты, которые сжимают бетон и придают ему высокую прочность при растяжении. Арматура натягивается при помощи специального устройства, затем укладывают смесь. После того как смесь наберет начальную прочность, сила натяжения арматурного каркаса передается бетону, который оказывается сжатым. Данные манипуляции позволяют уменьшить или вовсе устранить напряжение от изгибающей нагрузки на конструкцию.

Еще один необычный вид бетона — литракон. Это прозрачный бетон, впрочем, правильнее его называть светопропускающим. Сквозь стену из литракона можно рассмотреть только контуры предметов. Блок из такого бетона пронизан множеством фиброоптических волокон, при этом оптоволокно составляет лишь 4% всего объема бетонной смеси. Это позволяет в полной мере сохранить классические свойства бетона, но при этом придать ему такой необычный вид.

Минус литракона — высокая стоимость. Но инженеров из Китая это не остановило. Сейчас там идет строительство дорог со встроенными солнечными панелями. Стройка развернулась на участке в 1,9 км скоростной автомагистрали Цзинаня. При возведении использовался прозрачный бетон, под которым расположен слой солнечных панелей. С их помощью можно будет подзаряжать электрокары.

Как видите, область применения бетона и его возможности широки и разнообразны. Но все-таки одной из самых перспективных сфер применения остаются дороги.

Срок эксплуатации цементобетонного дорожного покрытия составляет от 30 до 50 лет. Износостойкость гарантирует не только состав материала, но и продуманная технология укладки. В основание дороги кладётся щебень, скрепленный цементом. На него укладывается геотекстильное полотно: оно позволяет равномерно распределить приходящуюся нагрузку, исключая деформации и разрушения. На это место укладывается слой из бетонной смеси толщиной примерно 30 см. По итогам жизненного цикла, бетонная дорога обойдется на 30–40% дешевле асфальтовой за счет снижения эксплуатационных расходов и почти 6-кратного увеличения срока безремонтного использования.

Считается, что, с точки зрения устойчивости и сцепления, цементобетон — более стабильный материал, поскольку сцепление с колесами не снижается со временем. Именно поэтому бетон выбирают для изготовления взлетно-посадочных полос. Тормозной путь на бетонных дорогах короче, а освещенность за счет светоотражающего эффекта выше почти на треть.

В нашей стране дороги преимущественно сделаны из асфальта. Часто на поверхности можно встретить трещины и повреждения. Их тоже можно починить с помощью бетона — для этого используется технология холодного ресайклинга. Асфальтовое дорожное покрытие измельчают, а полученный материал скрепляют при помощи специальной цементной смеси с добавлением гидравлических вяжущих. Применение такой смеси позволяет сделать хорошее бетонное основание, на которое укладывается асфальтобетон или цементобетон. В результате дорога гарантированно прослужит еще 25 лет.

Сейчас перед дорожными компаниями и чиновниками стоит непростая задача: для начала строительства дорог из бетона нужна нормативно-техническая база, а также проведение необходимых лабораторных испытаний с учетом климатических особенностей каждого региона страны. Но этого пока что в России нет.

Автор: Виталий Богаченко