Романтика бетона

Архитекторы любят экспериментировать с материалами. Как только новинка выходит из стен лаборатории, её тут же используют в строительстве. Белоснежный бетон, самоочищающееся стекло, углестеклопластик – сооружения из этих материалов уже стоят в наших городах. Подробности читайте в № 1–2 журнала «Российские нанотехнологии», только что вышедшего из печати

.

Строительная индустрия представляет собой гигантское поле деятельности для нанотехнологов. Однако внедриться туда не так-то просто, пишет Максим Щербина в обзоре, посвящённом строительному материаловедению. Строительных фирм много, но большинство из них небольшие, численностью не более 20 человек, и этот фактор делает их консервативными в выборе материалов и технологий. Новые материалы в строительство приходят, как правило, из смежных отраслей – автомобилестроения или авиастроения. Кроме того, мелким фирмам трудно привлекать значительные инвестиции на развитие, а без них невозможно разработать или купить новые технологии. Тем не менее, даже незначительные сдвиги в строительстве, например, изобретение новых материалов, оказывают большое влияние на нашу жизнь.

• Уже сейчас строительное материаловедение может похвастаться несколькими новыми видами бетона, в простонародье получившими название «нанобетон». Чтобы укрепить и придать необычные свойства материалу, что только в него не добавляют: наночастицы оксида кремния, диоксида титана и поликарбоксилата, углеродные нанотрубки, фуллерены и даже генномодифицированные почвенные бактерии. Александр Данилов рассказал о том, какие нанобетоны делают в России. Это бетоны с добавлением базальтового фиброволокна, на поверхность которого наносят углеродные нанокластеры. С их помощью отремонтировали мост через Волгу в Кимрах в 2007 году.

В настоящее время добавки диоксида титана широко применяются в красках, специальных цементах и других строительных материалах. Дело в том, что под воздействием солнечного света наночастицы этого соединения работают как фотокатализатор, преобразуя атмосферный кислород и пары воды в атомарный кислород. Выделяющегося активного кислорода достаточно для окисления и разложения органических загрязнений, дезодорирования помещений, уничтожения бактерий. Здания из цементных композитов с наночастицами TiO2 сохраняют свой цвет в течение длительного времени даже под воздействием агрессивного городского окружения. Здания и дороги из таких бетонов с 1990-х годов строят в Европе.

«Я думаю, что следующие поколения конструкций будут гибридного типа, когда в одном материале содержатся разные вещества − металл, бетон, полимеры с различными нанодобавками, – сказал Юрий Баженов, зав. кафедрой технологии вяжущих веществ и бетона МГСУ в интервью корреспонденту «РН» Ольге Баклицкой. – Почему нас прельщают наноматериалы? Потому что мы их используем как добавки в небольших количествах. Их не надо производить сотнями тонн, как цемент, щебень. Материалов мало, денег не так много, а результат удивительный. Поэтому нам очень интересно заниматься такими веществами». И чтобы закрыть тему бетона, мы спросили эксперта «Роснано» Бориса Гусева, почему же корпорация ещё не поддержала ни одного проекта по нанобетону, если они такие перспективные? Вот что он нам ответил: «В настоящее время в “Роснано” находится заявка на производство мелкозернистых бетонов с микронаполнителями диоксида кремния. Пока заявка прошла только первую стадию рассмотрения. Возникли определённые вопросы, связанные с дополнением и доработкой поданных материалов».

Про лаки и краски, которые выпускает уральское предприятие «Высокодисперсные нанопорошки», рассказала Ирина Рахмеева. При строительстве стартового комплекса для ракетоносителя «Союз-СТ» на космодроме Куру во французской Гвиане использовали более 30 тонн защитных покрытий с нанопорошками. В конце ноября 2009 года в Ульяновске открыли 13-километровый мост через Волгу. Металлические пролётные строения на нём покрыты материалом, который должен прослужить 25 лет.

• Иногда люди, заметив какое-нибудь удивительное свойство живого организма, хотят его повторить. В 1975 году немецкий биолог Вильгельм Бартлотт объяснил, почему листья лотоса всегда остаются чистыми. Всё дело – в микроскопических бугорках, которыми покрыты листья. А бугорки, в свою очередь, покрыты ещё более мелкими нановолосиками. Капля воды, попадая на такую бугристую поверхность, не может равномерно расположиться на ней, так как этому мешают силы поверхностного натяжения. Поэтому капли скатываются с поверхности листа, не оставляя следа и смывая грязь, пыль и бактерии.

Лишь вначале 1990-х Бартлотту удалось воспроизвести механизм, изобретённый природой, в лаборатории на искусственных поверхностях. В 1997 году он запатентовал метод и приобрел торговую марку Lotus-Effect®. В 1999 году краску с эффектом лотоса – Lotusan – выпустила немецкая фирма Sto. Обычно вода стекает с поверхности, оставляя грязные разводы. Краска с эффектом лотоса содержит в себе стеклянные частицы, которые создают бугорки, как у листа лотоса, и не позволяют каплям воды задерживаться и растекаться по поверхности, – они просто скатываются, забирая с собой частицы грязи. Появление самоочищающейся краски перевернуло рынок.

Татьяна Пичугина

http://www.strf.ru/science.aspx?…