Нанобетон - строителен материал от ново поколение
Първите резултати за разработването и практическото приложение на нанобетон са получени през 1993 г. от Андрей Пономарев, изследовател от Санкт Петербург. В работата се включиха колеги от други градове, а днес с този материал са ангажирани учени от петербургския НТЦ „Приложни технологии“, Новочеркаск НПО „Полимерстрой“ и ООО „Нанотроника“, както и „Наноцентър“ МПЕИ (Москва).
В района на Кемерово, например, в производството на нанобетон започнаха да използват това, което е в изобилие буквално под ръка, по-точно под краката им - въглища. Въглеродната добавка е наречена Kemerit; успешно се използва в материали за строителството на жилища, пътища и мостове.
Като цяло усъвършенстването на нанобетона се развива в две посоки: използването му при изграждането на нови съоръжения и за възстановяване на рушащи се конструкции.
Терминът "нанобетон" е сборен термин, който включва набор от специализирани бетони. При производството им се използват наноматериали в различни комбинации, които променят структурата, плътността и други свойства на бетона.
Съставът на традиционния бетон включва свързващо вещество, агрегат и вода, както и пластифициращи добавки, които подобряват свойствата на строителния материал.
При производството на нанокамъни вместо конвенционалните пластификатори се използват наноинициатори, които променят (подсилват) структурата на бетона на молекулярно ниво. В резултат на това се намалява нуждата от допълнителни усилващи материали.
Наноинициаторите са кухи полимерни въглеродни тръби с диаметър няколко микрона и дебелина на стената няколко атома. Но силата им е повече от 100 гигапаскала. Освен това наноинициаторите са устойчиви на основи и киселини.
Якостта на нанобетона е един и половина пъти по-висока от тази на обикновения бетон.Устойчивостта на този материал е висока.
Неговата устойчивост на замръзване е с 50% по-висока: не се страхува от температури до минус 150-180 ºС. Нанобетонът издържа на нагряване до 800ºС.
Под въздействието на слънчевата светлина наночастиците от титанов диоксид се превръщат във фотокатализатор, който превръща водните пари и атмосферния кислород в атомарен кислород, който има бактерициден ефект.
Свръхлеките нанопенобетони се използват предимно в индивидуалното строителство и при изграждането на прегради в различни помещения.
Наноструктурираните бетони със средна плътност имат висока якост и отлични експлоатационни характеристики. Използват се при изграждането на мостове, в пътното строителство и при полагане на настилки на летища. Този модерен материал беше използван например в Сочи по време на подготовката на пистите за Зимните олимпийски игри през 2014 г. Новата безшевна, издръжлива настилка не само има здрава основа, но е и много по-безопасна при земетресения.
Разработени са и тежкотоварни наноструктурирани бетони, които се използват за изграждане на носещи елементи на сгради, асансьорни шахти.
Днес дизайнерите обмислят използването на нанобетон при изграждането на сгради в сеизмично активни райони, както и за укрепване на вече съществуващите къщи в тези райони. Предлага се изграждане на опори, секции, използване на пресовани пилоти в основата, което значително повишава нейната надеждност.
Вероятно нанобетонът ще се използва и при изграждането на подземни съоръжения в съвременните мегаполиси.