Дешевле, легче, прочнее. В Петербурге разработали нанобетон с уникальными характеристиками

Сoтрудники пeтeрбургскoгo Пoлитexa пoд рукoвoдствoм прoфeссoрa Aндрeя Пoнoмaрeвa сoздaли нaнoбeтoн с уникaльными, кaк увeряют рaзрaбoтчики, xaрaктeристикaми.

Мaтeриaл ужe испoльзуют при вoзвeдeнии нeкoтoрыx oбъeктoв прoмышлeннoгo и грaждaнскoгo нaзнaчeния — кaк в Рoссии, тaк и зa рубeжoм. Нaпримeр, при вoзвeдeнии мoстoв (в Кирoвe и Кимрax), a тaкжe рядa oбъeктoв вo Фрaнции. Скoлькo стoит нoвaя тexнoлoгия и нaйдeт ли oнa мaссoвoe примeнeниe, рaзбирaлся «ДП».

Чтo тaкoe нaнo и кoму oнo нужнo

Oбычный бeтoн сoстoит из чeтырex кoмпoнeнтoв: цeмeнтa, вoды, пeскa и щeбня. Сaмый пoпулярный при стрoитeльствe жилыx дoмoв — рaствoр клaссa В25, 1 м2 тaкoгo мaтeриaлa дoлжeн выдeрживaть вeс бoлee 3 т. При рeaлизaции нeтипoвыx прoeктoв, нaпримeр высoтныx здaний, испoльзуют бoлee прoчныe мaрки. Тaк, при стрoитeльствe «Лaxтa цeнтрa» испoльзoвaлся бeтoн класса В40 (должен выдерживать больше 5 т на 1 м2). Еще одна величина, которая определяет качество бетона, — морозостойкость, она выражается в количестве переходов через нулевую температуру. Бетон класса F300 должен выдержать 300 циклов таких переходов, долговечность этого бетона составит около 100 лет.

 

Проектировщики при строительстве домов и дорог выбирают бетон не только по этим параметрам, но еще и по весу и плотности материала. Вот тут, казалось бы, и должен потеснить конкурентов материал с приставкой «нано». Тем более что отечественные разработки в этом направлении ведутся достаточно давно и с учетом зарубежного опыта.

В конце 1990–х годов глава одной из петербургских компаний Андрей Пономарев синтезировал и наладил производство углеродных тороподобных наночастиц астраленов, которые представляют собой порошок из наноуглеродов. Тогда же ученый–предприниматель заметил эффект: при добавке этого вещества в бетон его прочность вырастает на 40%. За следующие 10 лет в ЗАО «НТЦ прикладных нанотехнологий» создали серию нанобетонов и модификаций пластификаторов для бетона (это жидкие и сухие добавки, которые снижают уровень воды в материале и облегчают его укладку).

А потом профессор Пономарев, который уже давно преподавал в Политехе, стал привлекать к работе молодых ученых: аспиранты и сотрудники Политеха с 2008 года изучают такие материалы и принимают участие в их разработке.

В России помимо астралена была изобретена еще одна наночастица со схожей структурой — углерон. Обе эти наночастицы относятся к частицам фуллероидного типа, открытие которых произошло не так давно — в 1984 году. А в 1996–м сразу два американских ученых и их британский коллега получили за выделенные фуллерены Нобелевскую премию по химии.

Интерес к улучшению бетона и бетонных смесей проявляют как российские, так и зарубежные предприниматели. Международный концерн MC–Bauchemie, у которого в России открыты производства сухих строительных смесей, создал в Петербурге свой центр бетонных технологий, сотрудники которого также изучают и развивают технологии производства этого стройматериала.

Экономия? В перспективе!

При погружении наночастиц в бетон вокруг них начинают расти пространственные связи, запускается процесс самоармирования бетона. А если в бетон добавить легкие заполнители, то вообще эффект «два в одном»: бетон становится одновременно и легче, и прочнее более чем на 30%. А пластифицирующий эффект вообще может увеличиваться до 100%.

Как и любая инновация, материал с приставкой «нано» дороже обычного, но обещает экономию денег в перспективе. Кроме того, производство нанобетона совместимо с уже представленной на рынке техникой, уверяют ученые. А ведь при появлении на рынке нового продукта так бывает далеко не всегда.

Разработанный сотрудниками ЗАО «НТЦ прикладных нанотехнологий» нанобетон прочнее того, что сейчас предпочитают использовать строители жилых зданий, уверяют в компании. Однако он и дороже массового продукта: рыночная цена В25 составляет около 5 тыс. рублей за 1 м3, а стоимость нанобетона — около 20 тыс. рублей. Новый материал экономичнее: при его применении, например, расход цемента снижается на 25% (за счет уменьшения толщины конструктивных элементов). Сравнительный анализ, проведенный сотрудниками НТЦ, показал, что при строительстве монолитных многоэтажных зданий нанобетона необходимо в 1,5 раза меньше, чем обычного. Помимо этого снижается расход пластификатора — более чем на 60%, расход арматуры — на 30%. Опять–таки, застройщик экономит еще и на фундаменте (его стоимость обычно составляет порядка 40% от всей цены здания) — из–за снижения веса монолитной конструкции в 1,5 раза.

Ложка дегтя в меде нанотехнологий

Компоненты смешиваются вместе — в масштабах растворного узла происходит тот же самый процесс, поэтому здесь подойдет и технология обычного производства», — отмечает ведущий инженер НТЦ Александр Рассохин.

Некоторые участники строительного рынка не согласны с благостной картиной. «При производстве нанобетона обязательно потребуется отдельный смеситель, за который клиенты, возможно, не захотят платить, если узнают стоимость переделки технологии», — уверен коммерческий директор архитектурного бюро «Тикканен» Вячеслав Засухин.

Он вспоминает негативный опыт попыток массового производства нанобетона. «Завод «Мортон–Бетон», в который «РОСНАНО» вложило 9 млрд рублей, хотел производить нанобетон, но что из этого получилось — пока не известно. Больше про нанотехнологии мы не слышали, фантазии у всех закончились», — говорит Вячеслав Засухин.

ЗАО «НТЦ прикладных нанотехнологий» в состоянии ежемесячно производить по 400 т нового материала — эти объемы используются в рамках ремонтов и строительства элементов мостов в разных уголках России. Нанобетон уже лежит в виде дорожной плиты на мосту через Волгу, материал использовался при реконструкции моста через реку Вятку недалеко от Кирова. Также часть элементов мостов в Твери сделана из нового бетона.

Скептики парируют: даже в Европе до сих пор не разработаны нормативы по использованию этих материалов. И в России нормативная база не поспевает за научной мыслью. Именно это и тормозит внедрение разработок в жизнь, особенно в гражданском строительстве.

«К сожалению, наша страна пока отстает в области практического внедрения нанотехнологий в строительной сфере от США, Японии, некоторых стран Европы. Там основной вклад в прикладные исследования вносят крупные научные центры, наши же строительные компании не могут в одиночку профинансировать научные исследования. Необходима кардинальная модернизация материальной базы исследований, создание доступной инфраструктуры как для разработчиков, так и для потребителей новых строительных материалов и технологий», — отмечают представители НТЦ.

Фото: Ваганов Антон

Представительство «Estateline»

Комментарии запрещены.

Реклама