Нанобетон – будівельний матеріал нового покоління
Перші результати з розробки та практичного застосування нанобетону були отримані в 1993 дослідником Андрієм Пономарьовим з Санкт-Петербурга. До роботи підключилися колеги з інших міст, і сьогодні цим матеріалом займаються вчені з пітерського НТЦ "Прикладні технології", новочеркаських НВО "Полімербуд" та ТОВ "Нанотроніка", а також "Наноцентр" МЕІ (Москва).
У Кемеровській області, наприклад, при виробництві нанобетонів стали використовувати те, що вдосталь буквально під рукою, точніше, під ногами, - вугілля. Вуглецеву добавку назвали Kemerit; її успішно застосовують у матеріалах для зведення житла, доріг та мостів.
Взагалі вдосконалення нанобетону розвивається у двох напрямках: застосування його в будівництві нових об'єктів і для відновлення споруд, що руйнуються.
Термін «нанобетон» є збірним, він включає цілий ряд спеціалізованих бетонів. При їх виготовленні застосовують у різних комбінаціях наноматеріали, що змінюють структуру, щільність та інші властивості бетонів.
До складу традиційного бетону входять в'язка речовина, заповнювач і вода, а також пластифікуючі добавки, що покращують властивості будматеріалу.
При виробництві нанобнтонов замість звичайних пластифікаторів застосовують наноініціатори, що змінюють структуру бетону на молекулярному рівні. Внаслідок цього знижується потреба у додаткових армуючих матеріалах.
Наноініціатори - це порожнисті полімерні вуглецеві трубки діаметром у кілька мікрон і з товщиною стінок у кілька атомів. Але їхня міцність — понад 100 гігапаскалів. До того ж наноініціатори стійкі до дії лугів та кислот.
Міцність нанобетону у півтора рази вище, ніж звичайного.Висока та довговічність цього матеріалу.
Його морозостійкість вища на 50%: йому не страшні температури до мінус 150-180 ºС. Нанобетон можуть витримувати нагрівання до 800ºС.
Під впливом сонячних променів наночастинки діоксиду титану стають фотокаталізатором, який перетворює пари води та атмосферний кисень на атомарний кисень, що має бактерицидну дію.
Легкі нанопінобетони застосовуються в основному в індивідуальному будівництві і при влаштуванні перегородок в різних приміщеннях.
Наноструктуровані бетони, середні за щільністю, мають високу міцність і чудові експлуатаційні якості. Їх використовують при зведенні мостів, у дорожньому будівництві та при укладанні аеродромних покриттів. Цей сучасний матеріал застосовувався, наприклад, у Сочі під час підготовки трас до зимової Олімпіади-2014. Нове безшовне довговічне дорожнє полотно має не тільки міцну основу, але й набагато безпечніше при землетрусах.
Розроблено та надміцні наноструктуровані бетони, що застосовуються для спорудження несучих елементів будівель, ліфтових шахт.
Сьогодні проектувальники розглядають можливість застосування нанобетонів при зведенні будівель у сейсмічно активних зонах, а також для зміцнення будинків, які вже є у цих зонах. Пропонується нарощувати опори, перерізи, використовувати палі, що вдавлюються в фундаменті, істотно підвищуючи його надійність.
Ймовірно, нанобетон будуть застосовуватися і при будівництві підземних об'єктів у сучасних мегаполісах.