На протяжении тысяч лет бетон является самым востребованным строительным материалом. История его применения берет свое начало в Месопотамии и Древнем Риме. Сегодня годовое производство бетона во всем мире оценивается приблизительно в 6 млрд. кубических метров.
Технические характеристики, достоинства и недостатки бетона досконально изучены, что позволяет выполнять расчет и строительство самых сложных и ответственных конструкций. Наряду с материалом традиционного состава в широко распространены рецептуры, придающие бетону заданные качества, вплоть до самых необычных. Сам способ производства бетонной смеси открывает широкие возможности для экспериментирования с различными добавками.
Постоянное развитие технологии производства
Регулируя состав бетона можно сделать его непроницаемым для воды, увеличить морозостойкость, пластичность, изменить скорость схватывания и набора прочности, обеспечить возможность укладки смеси в зимнее время при низких температурах. Сегодня существуют опалубки, контролирующие процесс водопоглощения и удаляющие из застывающей смеси избыточную влагу, выравнивающие неровности. Это позволяет добиться идеального результата при наборе бетоном прочности, повысить надежность и долговечность конструкции.
Ведутся активные разработки и уже имеются образцы бетона, трещины которого имеют свойство срастаться. Восстановление конструкции происходит в результате работы специальных бактерий, внедряемых в состав смеси и вырабатывающих известняк. Активация процессов восстановления бетона происходит под действием атмосферных вод.
Перспектива использования для строительства автодорог
Почти 90 тысяч километров автомобильных дорог в Соединенных Штатах выполнены из бетона. В сравнении с традиционным в наших странах асфальтовым покрытием, бетонные дороги имеют более продолжительный срок службы (до 30 лет) и оказывают меньшее сопротивление движущемуся транспорту, что позволяет снизить расход топлива более чем на 10%. Бетонные автодороги легче поддерживать в надлежащем состоянии, они не плывут и позволяют автомобилям развивать большую скорость сохраняя безопасный режим движения.
Еще одна сверхсовременная разработка британских ученых, высокопористый бетон для автомобильных трасс, отличается способностью поглощать воду в невероятных количествах — порядка 400 литров в минуту на площади в несколько квадратных метров. При этом, благодаря пористой структуре, такой состав способен значительно снижать шумовую нагрузку на загруженных трассах. Материал хорошо отражает свет, делая автодорогу более заметной при недостаточном освещении в темное время суток, и, соответственно, повышая уровень безопасности дорожного движения.
Токопроводимость и возможность электрообогрева
В США уже более 10 лет продолжаются разработки бетона, проводящего электричество. Первые образцы были получены ученым Крисом Тюанем еще в 2003 году путем внедрения в состав смеси металлической стружки и угольных гранул. Возможности, которые предоставляет бетон такого типа — прогрев в зимнее время, предотвращение образования наледи на автобанах, аэродромах и других ответственных сооружениях. На сегодняшний день его стоимость составляет порядка 300 $/м2, что не позволяет осуществить массовое внедрение разработки.
Совместимость с технологией 3D печати
Технологии 3D печати проникают во все отрасли деятельности, и строительство — одна из самых перспективных для применения новых возможностей. Бетонные смеси — отличный материал, с которым могут работать 3D принтеры: подаваемый в жидком виде, он затвердевает после нанесения очередного слоя печати. Пока разработки в этой отрасли носят инновационный и экспериментальный характер, но уже сегодня ясно, что в будущем такой способ возведения зданий станет востребованным.
Экологичность
Все компоненты, входящие в состав бетона (за исключением некоторых специальных добавок) являются природными. Добыча требуемых ресурсов не загрязняет окружающую среду, а производство бетона — безотходное. Кроме этого, отслужившие бетонные конструкции могут быть подвергнуты ециклингу (дроблению на щебень с повторным использованием в строительстве).
Как правило, добыча и производство носят локальный характер и перевозка сырья и продукции на значительные расстояния не производится, что снижает энергоемкость процесса строительства и позволяет избежать лишних выбросов СО2 в атмосферу. Не так давно, специалистами из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, предложен вариант утилизации углекислого газа, выделяемого тепловыми электростанциями с переработкой его в составляющие бетона.
