Самоочищающиеся бетонные поверхности

К сожалению, наша страна, несмотря на вышеописанные примеры достижений в области нанобетонов, несколько отстала в этой сфере от зарубежья. Так, в Европе 1 декабря 2007 г. был дан старт амбициозному исследовательскому проекту "UNACON" стоимостью 1,1 млрд евро, целью которого является разработка многофункциональных нанодобавок для бетонов. С этой целью сформирован синдикат научных и производственных предприятий. Координацию работ осуществляет "SF-Kooperation" из города Бремена. Партнерами синдиката являются два НИИ из Германии, университет из Австрии. Производственные предприятия представлены Европейским союзом малых и средних предприятий.

Одним из необычных направлений в исследованиях этого синдиката является создание бетонов с самоочищающимися поверхностями, чего предполагается достичь с помощью наноразмерного диоксида титана рутильной модификации, который является фотокатализатором, способным окислять до углекислого газа и воды на своей поверхности при освещении солнечным светом частицы органических веществ, составляющих загрязнения, обычно оседающие на фасадах зданий.

Фотокатализатор способен окислять и молекулы таких веществ, как пары бензина, оксид углерода, альдегиды, - то, что выбрасывает в воздух автомобильный двигатель, и разрушать тела микроорганизмов. Таким образом, бетонная стена, содержащая наночастицы фотокатализатора, будет не только самоочищаться, но и оздоравливать воздух в населенном пункте.

На ряде европейских заводов производство бетонных изделий с фотокатализатором уже начато. Отметим, что в России с использованием таких фотокатализаторов налажено производство бытовых очистителей и обеззараживателей воздуха.

В области легких бетонов также предстоит серьезная работа по созданию и освоению конструкционно-теплоизоляционных бетонов классов В30–В45 с маркой по плотности D1400–1800 и в первую очередь для реконструкции и санации жилищного фонда первого периода индустриального домостроения. Ведь чем легче надстройка, тем больше этажей можно надстроить, тем больший экономический эффект можно получить за счет дополнительной площади.

В отрасли совершенствуется также технология армирования железобетона, поиск эффективных сталей и неметаллической арматуры. В производстве сборного железобетона заканчивается переход на сталь класса А500. На «Моспромжелезобетоне» создан экспериментальный участок по изготовлению базальтопластиковой арматуры. На ЖБИ-15 завершается монтаж установки для формования труб-стволов мусоропроводов с дисперсным армированием базальтовой фиброй. Есть задача расширить эксперимент и искать другие области применения изделий из базальта, например для замены нержавеющей стали в трехслойных панелях на базальтопластиковые связи. В связи с высотным домостроением в мегаполисах должно быть интересно применение фибробетона. Последний представляет собой композиционный материал, включающий дополнительно распределенную в объеме фибровую арматуру. Дисперсное фибровое армирование позволяет в большой степени компенсировать главные недостатки бетона — низкую прочность при растяжении и хрупкость разрушения. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15–20 раз превосходить бетон. Это обеспечивает его высокую технико-экономическую эффективность при применении в строительных конструкциях и их ремонте. Свойства фибробетона как композиционного материала определяются свойствами составляющих его компонентов. В определенной степени важнейший компонент — фибра (стальная или неметаллическая). Основные характеристики материалов, используемых в настоящее время для изготовления фибры, приведены в таблице 2.

Таблица 2. Основные характеристики волокон для армирования композитов

Исследования физико-механических свойств фибробетонов и опыт их применения позволили выявить эффективную номенклатуру конструкций, сооружений и изделий из них. В настоящее время имеются практически все возможности для создания высокопрочных фибробетонов нового поколения на основе отечественных материалов. Наличие современных эффективных видов фибры позволяет упростить ее введение и перемешивание в бетонной смеси, что в свою очередь дает возможность в большей степени использовать технологическое оборудование, применяемое для обычных бетонов.

Фиброармированные системы (FRP) около 30 лет применяются в аэрокосмической промышленности, где основными требованиями к  материалам являются легкость, высокая прочность и отсутствие коррозии. В строительстве фиброармированные системы используют для наружного усиления конструкций, выполненных из железобетона, монолитного бетона, каменной кладки, стали, в качестве внутренней арматуры бетона. Преимуществом FRP-материалов в сравнении со сталью являются низкая текучесть, небольшая толщина, легкость и высокий предел прочности на растяжение (в 10 раз выше, чем у стали). В результате совместной работы с партнерами BASF в Европе и Азии сформирована компактная система композитных материалов для восстановления и повышения несущей способности сооружений — система MBrace®.

Области применения системы MBrace® Усиление конструкций с использованием системы MBrace® производится в тех случаях, когда несущая способность конструкции недостаточна и требуется произвести усиление без утяжеления или значительного изменения геометрии. Композитные материалы применяют в следующих случаях:

■ для повышения сейсмостойкости зданий и сооружений, находящихся в районах с угрозой землетрясений;

■ для значительного увеличения сопротивления ударным и динамическим нагрузкам;

■ для восстановления несущей способности сооружений различного назначения при усталости элементов конструкции, наличии трещин, прогибов, коррозии арматуры;

■ для повышения несущей способности транспортных сооружений, требующих усиления в связи с увеличением статической и динамической транспортных нагрузок;

■ для сохранения несущей способности конструкций при изменении конструктивных схем.

В систему MBrace® входят композитные материалы на осно- ве углеродного, арамидного и стекловолокна. Выбор того или иного материала зависит от целей и задач проекта по усилению элементов сооружения.

Система MBrace® является комплексной. В ее состав входят материалы для ремонта, усиления и защиты конструкций:

- Emaco® Nanocrete R3 и Emaco® Nanocrete R4, для восстановления поверхности перед креплением ламелей и холстов Mbrace®;

- праймер MBrace® Primer для создания прочного сцепления с бетонным основанием и по металлу;

- шпаклевка Concresive® 1406, используется для заполнения пор и поверхностных дефектов;

- различные адгезивы:

для ламинатов (MBrace® Laminate Adesivo)

и холстов (MBrace® Adesivo Saturant);

- системы полотен и углепластиков MBrace® Sheets и MBrace® Laminate;

- защитные покрытия Masterseal® 588 и Masterseal® F1131.

Праймер

MBrace® Primer — грунтовка для бетонных оснований, на которые в дальнейшем будут установлены ламели и холсты системы MBrace®. Заполняет поры и различные воздушные пустоты (раковины, каверны), а также гарантирует хорошее сцепление слоёв на стальных поверхностях.

Шпаклевка

Concresive® 1406 — шпаклевка на основе эпоксидной смолы. Предназначена для выравнивания небольших поверхностных дефектов и формирования гладкой поверхности, на которую наносится система MBrace®.

Клей для холстов

MBrace® Adesivo Saturant — высокопрочный 2-х компонентный клей на эпоксидной основе без растворителей, разработанный специально для холстов системы MBrace®.

Клей для ламелей и стержней

MBrace® Laminate Adesivo — высокопрочный клей на эпоксидной основе без растворителей, разработанный специально для ламелей и стержней системы MBrace®.