Ключевым стройматериалом является бетон. К одному из множества его разновидностей относят воздушный нанобетон. Инновационные добавки — наноинициаторы при использовании нанотехнологий превращают растворы в материал с новыми физическими и механическими свойствами и особой сферой применения. Их прочность, маловесность, термоустойчивость заставляют отказываться от традиционных стройматериалов. Благодаря современным разработкам, стены строений приобретут способность «дышать», сохраняя тепло, самовосстанавливаться и служить людям по 1000 лет.
Что такое нанобетоны?
В 1993 году петербургский ученый Пономарев А. Н. впервые опробовал новый состав. Дальнейшие исследования продолжились в Москве, Новочеркасске, Кемерово и в западных странах. Понятие нанобетонов собирательное. Это не отдельно взятый уникальный раствор. В широком смысле — это набор наноматериалов и методов, используя которые получают различные свойства композитов.
Применение современного оборудования обеспечивает изменения на молекулярном уровне, и состав приобретает уникальные свойства благодаря особой структуре вещества. Базовой матрицей может выступать не только бетон, но и другие минеральные вяжущие вещества, например, гипс. Высочайшая прочность при низком весе материала, морозоустойчивость и экстремальные перепады температуры — наиболее ценные качества наномодифицированного камня.
Как изменяли состав смеси?
Наноинициаторы
Повышение эксплуатационных характеристик происходило благодаря подбору цементной составляющей и специальным добавкам. Последние условно назвали строительной фиброй. Они различны по методу изготовления, составу, техническим качествам. Прорыв в нанотехнологиях совершили фуллерены и подобные им материалы. Это огромные каркасные молекулы из углеродных атомов (нанотрубки). Классификация включает следующие виды:
- Стальная (самая прочная).
- Полимерная (устойчивая к коррозии и дешевая).
- Базальтовая и из щелочностойких волокон.
- СМВ — сверхвысокомодулярные полиарамидные волокна.
- Высокомодулярные углеродные волокна.
Технологии
Применение новых пластификаторов привело к минимизации потребления воды в строительном растворе. Это значительно облегчило материал и повысило подвижность состава, что исключило вероятность образования трещин. Воздушные бетоны относятся к разным маркам и классам. Разные вариации рецептур открывают неограниченные возможности применения. и продолжают изучаться. В условиях лаборатории нанодобавки запускают каскад реакций, которые, в конечном итоге, обеспечивают высокую прочность без надобности армирования. Этот этап технологического процесса получил свое определение.
Дисперсное самоармирование — это обретение сверхпрочности за счет разрастания кристаллов минерального вещества, спровоцированного нанодобавками.
Технологии развиваются в нескольких направлениях к которым можно отнести:
- добавление специальных ингредиентов;
- нанесение защитных покрытий особых свойств на готовые основы;
- укрепление железобетона преобразованной арматурой.
Характеристики
В таблице представлены основные качества усовершенствованного камня и его достоинства:
| Свойства | Комментарии | Преимущества |
| Прочность | В 1,5 раза выше простого бетона | Долговечность |
| Разрушает только интенсивный и длительный ультразвук | ||
| Устойчивость к температурным изменениям | Интервал воздействия — от -180 до +800 градусов Цельсия | Использование в экстремальных условиях |
| Бактерицидность | Выделяет атомарный кислород | Поддерживает особый микроклимат |
| Крепкое сцепление бетона и металла | Проникает к участку коррозии, восстанавливая прочность | Реставрационные работы |
| Малый вес | Обеспечивается уменьшенным объемом воды в растворе | Облегчение всей конструкции, удешевление стройки за счет менее мощного фундамента |
| Однородность структуры | Не дает трещин, расслоения, надломов | Возможность использовать метод литья |
| Водонепроницаемость | Не требует гидроизоляции | Не пропускает влагу внутрь помещений |
| Огнеупорность | +800 градусов Цельсия | Пожаробезопасность |
| Химическая устойчивость к кислотам и щелочам | В результате взаимосвязи наночастиц | Использование в агрессивной среде |
| Низкая стираемость | За счет однородности и плотности массы высокая удароустойчивость | Хорош для дорожных и напольных покрытий |
Виды и область применения
Инновационный состав классифицируется по плотности на такие разновидности:
- легкий;
- средний;
- прочный;
- высокопрочный.
В зависимости от поставленных целей и задач для возводимого сооружения берут соответствующий наноматериал. Для частных зданий, внутренних перекрытий применяют облегченные варианты. Дорожные, аэродромные полосы, платформы для добычи нефти и газа, подъездные пути требуют более прочной формы. Мощные железобетонные конструкции, мосты, высотки — удел сверхпрочного нанобетона. С успехом он применим в строительстве в районах повышенной пожароопасности и в сейсмически нестабильных зонах.
Направления развития
Кроме строительства сфера применения стремительно расширяется, как и разработки новых форм воздушного раствора. Композиционные покрытия на основе нанобетона применяются для канализационных сооружений, где очевидно действие агрессивной среды. В результате бетон не разрушается, а металл не ржавеет. Многослойный композит подходит для полов и стен зданий общественного назначения — торговых и административных центров, парковок, школ.
Возможность нанесения путем пневмонабрызга позволяет укреплять разнообразные поверхности и использовать наноматериал как клей.
Модифицированный искусственный камень не токсичен, обладает бактерицидными и водоотталкивающими качествами, поэтому его используют в конструкциях, несущих питьевую воду. Новым направлением стало изготовление композитной арматуры. Она активно приходит на смену стальной. Используя хорошую пластичность нанобетона, методом литья создают оригинальные бытовые мелочи — столешницы, вазы, мойки, плафоны.
