АНАЛИЗ ПРОГРЕСИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Строительная сфера в наши дни развивается стремительными темпами. Развитие идет за счет усовершенствования методов строительства, а также создания новых высокоэффективных строительных материалов. В наше время использование высокоэффективных материалов выходит на первый план при строительстве зданий и сооружений. Данная тенденция связана с желанием получить не только прочные и легковозводимые, но и энергоэффективные и экономичные здания и сооружения.

Наука не стоит на месте, каждый год появляются всё новые и новые материалы для строительства. Наиболее привычным и фундаментальным материалом для строительства является железобетон. Железобетон занимает лидирующие позиции уже более ста лет.

Выбор данного строительного материала обусловлено рядом преимуществ, таких как:

•  низкий уровень затрат на изготовление конструкций в связи с применением местного сырья;
•  длительным сроком службы;
•  огнеустойчивость;
•  высокое сопротивление динамическим и статическим нагрузкам;
•  механизация и автоматизация приготовления бетона и производства конструкций.

Но у этого, казалось бы, универсального материала есть недостатки:

•  стены из бетона не способны пропускать свежий воздух;
•  высокая теплопроводность;
•  тяжелый вес;
•  высокая звукопроницаемость;
•  низкая экологичность материала.

Для того чтобы заменить железобетон ученые стали искать альтернативные материалы и компоненты.

Нами были проанализированы последние разработки материалов для замены бетона как основного строительного материала. Был проведен поиск альтернативы.

Существует значительное количество материалов, которые могли бы стать альтернативой цементу, данные материалы имеют гораздо более лучшие параметры с точки зрения экологичности, к таким видам относятся: цемент на основе извести, эркрит, керамикрит, экоцемент, углеродный цемент, а также цемент, в котором использованы отходы в виде заполнителя.

Известковый цемент является, пожалуй, самым известным материалом, который может быть использован для замены портландцемента [2]. К преимуществам известкового цемента относят:

•  устойчивость к износу;
•  способность цемента пропускать через себя воздух;
•  относительно не энергозатратная технология производства.

Следующим возможным заменителем железобетона является эркрит.

Этот материал включает в себя целый ряд материалов и компонентов. В него входят такие составляющие как: песок, цемент, полученный из золы-уноса, измельченный алюминий и воду. Данный материал имеет значительно меньший вес в сравнение с железобетоном. Для получения готового материала все компоненты смешиваются и вспениваются, в результате получается сверхлегкий бетон с высокими теплотехническими свойствами. Данный вид бетона, зачастую, используют для создания готовых блоков, для возведения стен или же в качестве балок для создания компонентов перекрытий. Также, в качестве дополнительных добавок применяют кремнистый песок и оксиды железа.

Одним из наиболее универсальных материалов является керамикрит - это фосфатный керамический материал, который может быть применен в качестве создания стеновых блоков, плитки для создания кровли. Данный материал был разработан в США и получается за счет замеса оксида магния в порошкообразном состояние и фосфатного порошка в растворенном виде с водой. Данный процесс очень схож с процессом замешивания бетона с использованием бетоносмесителей. После получения смеси её подают в мокром виде через насос, либо посредством распыления. Полученный материал является пористым и имеет большую прочность при сжатии, которая выше чем у бетона.

Также рывок в создание материала, способного заменить цемент, сделала компания из Австралии. Созданный ими материал был назван экоцементом [1]. Экоцемент получили путем замешивания портландцемента с оксидом магния. Плюсы данного материала заключаются в возможности уменьшения потребности в обжиге полученного топлива, также компоненты экоцемента образуют экологически чистые вещества, которые не уступают в прочности традиционному цементу. Именно это позволяет использовать новинку с разнообразными добавками и заполнителями. Еще одним плюсом экоцемента является его свойство поглощать газы, которые при твердении бетона образуют, так называемый, парниковый эффект. Данный процесс происходит из-за того, что экоцемент при твердении нуждается в поглощении углекислого газа.

Компания Shell разработала материал под названием углеродный цемент. Он является термопластичной и очень прочной вяжущей субстанцией. Углеродный цемент успешно проходит проверку в качестве заменителя асфальта в Нидерландах. Разработчики считают, что этот новый материал может быть использован для замены 80 % стандартных бетонных и асфальтобетонных смесей.

Так как Россия является одним из лидеров по добыче нефти во всем мире, то отходов от производства имеется в достатке, и они могут быть успешно использованы как сырье для производства данного цемента, что позволит значительно сократить энергозатраты при производстве привычных видов вяжущих веществ, таких как портландцемент.

В Австралии также был создан высокопрочный бетон, имеющий такие же свойства, как и у обычного бетона, но его преимущество заключается в том, что его масса в два раза меньше чем у стандартных бетонов. Также у нового бетона в пять раз выше показатели теплостойкости, и он может быть использован для восприятия больших нагрузок и усилий.

Бетон хорошо воспринимает усилия на сжатие, но восприимчивость на растяжение сравнительно мала. Для решения этой задачи был создан новый вид бетона, под названием фибробетон. Фибробетон – это бетон, полученный в результате добавления такого компонента как фибра в смесь [3]. Фибра представляет собой волокно в виде мелкой проволоки из стали или из стекловолокна, которое выполняет роль арматуры. Такая «арматура» в фибробетоне воспринимает усилия на растяжение, за счет чего сопротивление на растяжение и разрыв повышается в несколько раз [3].

Проведя анализ рынка новейших строительных материалов, можно сделать вывод о том, что каждый год появляются всё новые строительные материалы, с лучшими характеристиками, способные заменить традиционный бетон и цемент.

В заключение хотелось бы сказать, что в современном развивающемся мире - мире научного прогресса, создание новых высокоэффективных материалов, имеющих высокие показатели по экологичности, прочности и универсальности, становится одной из приоритетных задач всей строительной индустрии.

Список литературы:

1. Метапром. Индустриальный портал. Сыпучие материалы, цемент: [электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://www.metaprom.ru/articles/a466-rynok-tsementa-v-rossii/ (дата обращения 20.05.17)
2. Первый информационный портал города Белая Калитва. Реферат: цемент и его продукты: [электронный ресурс] – Режим доступа – URL: https://www.kalitva.ru/123682-referat-cement-i-ego-produkty.html (дата обращения 18.05.17)
3. Подробно о бетоне. Характеристика фибробетона: [электронный ресурс] – Режим доступа – URL: http://kladembeton.ru/vidy/drugie/fibrobeton.html (дата обращения 18.05.17)