Бетонные маты: особенности и область применения. Бетон из отходов
Вконтакте Facebook Twitter Лента RSS

Бетонные маты: особенности и область применения. Бетон из отходов

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 , а вместо громоздкого дивана установить в маленькой квартире . Вместо люстры и бра уже используют , а в качестве дачи – . И посмотрите видео о стеклянном доме , тоже не самом типовом, но от этого не менее привлекательном строении.

Технологии

Технология материалов и проектирование зданий и сооружений могут не звучать также интересно, как, скажем, квантовая физика или палеонтология, но они влияют на нашу повседневную жизнь гораздо больше, чем любая другая наука.

От пластического инвентаря до теплоизоляции дома - они буквально строят мир вокруг нас.

В этой статье вы узнаете о сверхлегких, гибких и инновационных материалов , из которых будут строить дома и офисы в будущем.


Прозрачный бетон

Бетонные здания известны больше своей устойчивостью, чем светопроницаемостью . Так было до тех пор, пока на рынок стройматериалов не пробился прозрачный бетон.

Прозрачный бетон представляет собой смесь бетона со стеклом из волоконно-оптических нитей, которая дает твердый, но достаточно прозрачный блок. LintraCon, так они называются, могут быть использованы в производстве напольных покрытий и тротуаров.

По словам производителей этого материала, оптоволокно составляет всего лишь четыре процента смеси. Это означает, что блоки из такого бетона все еще в силах поддерживать стены.


SensiTile (Чувствительный кафель)

Представьте, что идя по кухне, чтобы добраться до холодильника, по траектории вашего пути пол мерцает, освещая вам дорогу. Такое возможно благодаря SenseTile или, другими словами, чувствительным плиткам.

Плитка производится таким образом, что среди пластов прессованы волоконно-оптические каналы передачи, которые распространяют свет от одной точки к другой, создавая при движении по ним мерцающий эффект.

Материал доступен в качестве напольных покрытий также и в ванных комнатах и даже на потолках. Мерцающие огни могут следовать за вами по всему дому.


Электрифицированное дерево

Благодаря "Wood.E." вам не придется иметь дело с клубком проводов . Этот разработанный в Европе материал включает в себя источник электроэнергии, встроенный непосредственно в столы и стулья.

Как это работает? Два слоя металла спрессованы в мебель из древесины , что позволяет передавать электрический ток сквозь них. Через разъем передается ток силой 12 вольт, а лампы и другие устройства могут подключаться через другой разъем.


Flexicomb (Гибкие соты)

Название Flexicоmb говорит само за себя. Разработанный в лабораториях Дэна Готтлиба (Dan Gottleib) этот материал представляет собой гибкую форму медовых сот, которые могут быть использованы для создания светильников, мебели и даже скульптур.

Материал состоит из тысячи плотно упакованных полипропиленовых труб, согнутых таким образом, что выпуклая часть остается снаружи, а жесткая - изнутри. Flexicоmb настолько универсален, что его можно будет использовать практически для любых целей. Не говоря уже о том, что выглядит он удивительно.


Кинетическое живое стекло

Мысль о том, что ваш дом заботится о вашем здоровье, утешительна. Подобное в силах "живому" стеклу, которое показывает уровень кислорода в воздухе.

"Живое" стекло разработано архитекторами Су-ин Янг (Soo-in Yang) и Дэвидом Бенджамином (David Benjamin) . Оно представляет собой "умный" материал с прозрачной поверхностью, на которой в присутствии человека автоматически открываются и закрываются жабероподобные щели, следящие за качеством воздуха в комнате.

В поверхность встроены провода, которые связаны с электрическими раздражителями. Они позволяют "жабрам" отслеживать качество воздуха, "вдыхая его".


Richlite - бумажная столешница

Столешница, сделанная из бумаги, возможно, звучит не слишком убедительно, однако, таковая есть и материал, из которого она создана, называется Richlite. Столешница почти неотличима от деревянной.

Семьдесят процентов материала, из которого производится предмет мебели, - это переработанная бумага. Столешница изготавливается путем обработки бумаги смолой, затем ее обжигают, в результате чего образуются твердые листы.

Richlite была впервые использована в аэрокосмической промышленности, в лодках в спортивном инвентаре, теперь же материал доступен в архитектуре и в дизайне.


Самовосстаналивающийся цемент

Может создаться впечатление, что большинство материалов разрабатываются с целью заменить бетон, но цемент сам по себе все еще развивается. Новый самовосстанавливающийся цемент способен восстанавливать трещины.

Суть в том, что в обыкновенный цемент были добавлены микрокапсулы с клееподобной эпоксидной смолой, которая автоматически ремонтирует трещины, образующиеся на тротуарах или проезжей части . Кроме того, цемент обладает способностью регулирования теплом. В качестве ингредиента, в смесь были включены материалы, которые могут поглощать или освобождать большое количество тепла.

Этот материал мог бы помочь экономить энергию тем, что использовался бы при строительстве зданий, которым под силу было бы контролировать собственную температуру, тем самым экономить на средствах.


Углеродное волокно

Углеродное волокно является очень прочным и в то же время легким материалом. Оно в пять раз прочнее и два раза жестче стали, а весит при этом на две трети меньше.

Материал создается из углеродных нитей, которые тоньше человеческого волоса. Пряди сплетаются вместе, как ткань, и их можно формировать под любую модель. Помимо того, что волокно прочное, оно еще и гибкое, так что это идеальный материал для строительства в районах, подвергаемых воздействию ураганов и других природных катаклизмов.


Жидкий гранит

По словам создателей этого строительного сырья, оно может полностью заменить цемент в бетоне. Жидкий гранит - материал легкий и имеет такую же грузоподъемность, что и цемент, однако, он сделан из переработанных веществ.

Жидкий гранит не имеет никакого влияния на экологию, как, например, цемент или бетон. Он состоит от 30 до 70 процентов из переработанного материала и на одну треть из цемента. За счет этого снижается объем выбросов углерода в атмосферу.

Наконец, жидкий гранит удивительно огнеустойчив. Он может выдержать температуру до 1100 градусов Цельсия, сохраняя при этом свои структурные свойства. Это отличает его от бетона, который взрывается при высоких температурах.


Гибкий бетон

Традиционный бетон очень хрупкий сам по себе: он трескается при любом изгибе. Новый тип материала из армированных волокон может положить конец этой проблеме.

Новый тип бетона в 500 раз устойчивее к трещинам, чем обычный бетон. Все это благодаря крошечным волокнам, на долю которых приходится два процента его состава. При сгибе они предотвращают поломку.

Заслуга в гибкости, впрочем, не только волокон, но также и других материалов. Благодаря этому, срок годности бетона удлиняется.


Бетон является отличным строительным материалом, одним из самых лучших материалов, когда-либо созданных человеком для построения домов, мостов, дорог и других сооружений. Это объясняет его огромную популярность. Главным недостатком материала является его хрупкость, что в результате износа приводит к возникновению трещин и повреждений, требующих дополнительного технического обслуживания. В ситуациях, когда бетонное строение испытывает серьезные нагрузки, например, землетрясения, существует серьезный риск разрушения сооружения.

Именно по этой причине недавно был разработан совершенно новый тип строительного материала – . 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.

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 бетон

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.

© 2020 Советы по строительству коттеджей