Углебетон

Разработали углебетон (углеродный бетон) в Германии, в Институте монолитного строительства, который действует при Дрезденском техническом университете. Ученые решили заменить металлическую арматуру в бетоне углеродистым волокном, точнее - текстильным материалом под названием углеткань (углеткань - нетканое полотно, которое производится на специальных вязально-прошивных машинах; одна нить такой ткани тоньше волоса человека, а 50 тысяч таких ниток образуют комплексную сверхпрочную нить, которая и становится основной для углеволоконного текстиля, он же - углеткань), полученным из него путем переплетения с получением особой решетчатой структуры.

Углеродный текстиль (углеткать):

Фотография с сайта kraska.guru.

Несущая способность углеродного бетона в шесть раз больше, чем у железобетона, а плотность в четыре раза ниже. Кроме того, углеродные волокна не ржавеют. Таким образом, бетонное покрытие может быть уменьшено до 80 %. Это экономит обычные материалы (используемые для бетона) и снижает выбросы CO₂, которые образуются во время производства. Углеродный бетон, таким образом, намного легче и экологичнее. Эксперты оценивают срок службы этого инновационного строительного материала от 150 до 200 лет.

Использовать углеткань для усиления бетонной конструкции можно двумя способами:

1. 1. Заливка в опалубку: в опалубку монтируется арматура из углеволоконного текстиля, а потом уже заливается подготовленный бетонный раствор.
   
   
2. 2. Набор слоев: углеволоконная ткань прокладывается между отдельными слоями бетона; проводится процедура до тех пор, пока конструкция не достигнет нужной проектной толщины.
   
   

Казалось бы, технология производства углебетона довольно проста. На деле углеродный текстиль имеет плохие адгезионные свойства к бетону. Для улучшения сцепления материалов между собой на углеткань наносят особое покрытие, усиливающее адгезию. С рецептурой последнего проводятся многочисленные эксперименты, и она постоянно меняется, совершенствуется.

Новый метод армирования бетона здания углеродным текстилем, вместо стальной арматуры, используется, в частности, в рамках исследовательского проекта, финансируемого Федеральным министерством образования и исследований Германии, направленного на разработку строительных инноваций под названием «C³ - углеродный бетонный композит (Carbon Concrete Composite)».

Применяется углебетон в двух сферах:

1. 1. При реконструкции старых зданий. Данным материалом можно укреплять несущие конструкции, перекрытия, колонны. По словам специалистов, бетон с углетканью способен спасать строения, которые в противном случае пришлось бы снести.
   
   
2. 2. При строительстве новых зданий. Конструкции из углебетона получаются более лёгкими, чем железобетонные. Можно сделать достаточно тонкие несущие стены, которые ничуть не будут уступать по прочности более толстым бетонным стенам, армированным обычной металлической арматурой.
   
   

Из-за высокой стоимости углеродного текстиля, пока, углебетон не нашел широкого применения при строительстве новых зданий и сооружений.

Усиление старых железобетонных конструкций:

Фотография с сайта kraska.guru.

Первое экспериментальное здание «CUBE», в рамках проекта «C³ - Carbon Concrete Composite», площадью 220 м² строится в кампусе Технического университета Дрездена. Проект здания разработан немецким архитектурным бюро HENN из Мюнхена, архитектором проекта является Гюнтер Хенн, руководитель данного бюро.

В статье использована информация с сайтов naukatehnika.com, kraska.guru и rmnt.ru.