Люди всегда чувствовали потребность развиваться. То же самое и в строительстве. Цемент, а затем и бетон, были нашими строительными материалами уже очень давно. Этот метод строительства получил дальнейшее развитие, когда была добавлена стальная арматура для увеличения прочности бетона на растяжение. К сожалению, несмотря на бетонное покрытие, сталь в какой-то момент заржавеет, и потребуется ее ремонт. Но разве нет другого пути? Альтернативой классическому железобетону является углепластик.
От бундесвера до строительной индустрии
Александр является одним из двух управляющих директоров компании CarboCon GmbH, расположенной в Дрездене. Сама компания CarboCon является дочерним предприятием Технического университета в Дрездене с целью вывода на рынок углеродобетона в качестве альтернативы железобетону.
После окончания школы он на год ушел в армию. Там он встретил офицера, который выполнял новаторскую работу в качестве инженера-строителя, и решил осмелиться изучать инженерное дело. Он стал ассистентом-исследователем в Техническом университете Дрездена, где работал над углеродным бетоном , пока в 2018 году не переключился непосредственно на CarboCon.
В CarboCon он выступает в качестве технического директора и заботится о планировании строительных проектов с использованием экологичных строительных материалов, особенно, конечно, из углеродного бетона. Что ему больше всего нравится в своей работе, так это возможность сохранить конструкции благодаря ремонту с применением углеродного бетона.
Зачем нужна альтернатива железобетону?
Железобетон в настоящее время является одним из наиболее широко используемых строительных материалов в мире. Стальная арматура, защищенная толстым слоем бетона от ржавчины. В частности, на протяжении десятилетий мосты почти полностью строились из железобетона. Защита от ржавчины не всегда работает с несколькими сантиметрами бетона. В частности, часто требуется капитальный ремонт или даже обновление мостов. Конечно, это каждый раз требует больших затрат сырья и энергии , что, в свою очередь, приводит к образованию большого количества CO2.
Но что, если вместо стали, которая ржавеет, использовать в качестве арматуры не ржавеющий материал? Этой идее более 30 лет, и в этом направлении было проведено множество исследований. В качестве материала отлично подойдет карбон: прочный и устойчивый к ржавчине. Таким образом, была принята и разработана система железобетона.
Углеродистый бетон как экологически чистый строительный материал
Из чего делают углепластик? Как и в случае с железобетоном, у нас есть два компонента: Углерод и бетон. Бетон поглощает сжимающие силы, в то время как углеродная арматура отвечает за растягивающие силы. В качестве арматуры вставляются угольные стержни или угольные решетки. Мы заменяем, так сказать, стальную арматуру на нержавеющую арматуру из углерода.
Углерод производится из нефтяных или полиакрилонитриловых (ПАН) волокон и перерабатывается в высокоэффективные волокна с помощью пропитки. Тысячи тонких волокон соединяются в пряжу, которая в конечном итоге формируется в стержни и соединяется в виде тонкой решетки. В результате, углерод обладает очень высокими эксплуатационными характеристиками , примерно в шесть или семь раз превосходящими характеристики стали.
Конечно, углерод не всегда является экологически чистым. Однако, поскольку он более эффективен, чем сталь, и не ржавеет, для него не требуется такой толстый слой бетона. Фактически, с помощью углеродного бетона можно сэкономить до 80% бетона по сравнению с железобетоном. Во время строительства нам не только нужно меньше бетона, но и конструкция служит гораздо дольше, потому что она не ржавеет. Эти два момента делают строительство из углеродного бетона такой экологичной и реальной альтернативой!
Мало того: Уже существует множество различных подходов к тому, чтобы в будущем сделать производство и переработку углеродных волокон более экологичными.
Области применения углеродобетона
Конечно, мы хотим знать, в каких областях используется углеродный бетон и почему это такая хорошая идея. Александр объясняет, что есть две основные области применения углеродобетона:
- Новостройка из углобетона
- Встраивание в существующие конструкции из углеродного бетона
Большая площадь - это, конечно, новая конструкция из углепластика вместо железобетона. Благодаря свойствам углеродных волокон строительные конструкции можно изготавливать более узкими и устойчивыми. Это позволяет сэкономить около 50% бетона. Кроме того, он долговечен , так как карбон не ржавеет.
- « Если мы скажем, что просто увеличим срок службы в два раза до того, что у нас есть сейчас, мы получим большую добавленную стоимость».
Александр рассматривает гаражи как проблему в ' зданиях. Железобетон необходимо постоянно обновлять или перекрашивать. С арматурой из углеродного волокна у нас больше не будет этих проблем, а гаражи могут прослужить 100 или даже 200 лет.
Еще одно направление - работа с уже существующим углеродным бетоном. К сожалению, в Германии сносится слишком много - не совсем плюс для устойчивости. Углеродистый бетон можно использовать для защиты существующей конструкции.
Если армировать обычный потолок , необходимо наложить хороший слой торкретбетона от 7 до 10 см. Обычное одеяло с таким весом не справится. Так что ' проще просто снести здание и отстроить его заново, не так ли? Александр сообщает о гораздо лучшем методе.
На имеющуюся конструкцию укладывается тонкий слой углеродного бетона ; обычно достаточно толщины около 1 см. Здесь поверхность потолка немного шероховата. Затем напыляется специальный мелкозернистый бетон толщиной около 3-4 мм. Затем укладывается угольная сетка и добавляется еще один слой мелкозернистого бетона так, чтобы арматура в конце не превышала 1 см.
Этот дополнительный слой обычно не является проблемой даже для памятников, но он обеспечивает огромное армирование перекрытия с несущей способностью на 200-300%. Таким образом, существующие здания можно сохранить с помощью углеродного бетона - это наиболее экологичная форма строительства.
Углеродистый бетон и будущее строительства
Первые гаражи и пешеходные мосты уже возведены из углепластика. Медленно отваживаются приближаться и к мостам с большой грузоподъемностью. Из этого инновационного строительного материала можно строить даже дома. Между тем, разница в цене по сравнению со строительством из железобетона уже не так велика - конечно, соотношение цены и качества с точки зрения срока службы и устойчивости намного лучше. Мы спрашиваем себя: Так почему же не ' больше людей строят из углеродного бетона?
- « В Германии есть препятствие, и это 'связано с тем, что у нас' еще нет стандарта».
Мы почти так думали. К сожалению, без нормативов или руководств очень сложно вывести на рынок Германии новые строительные материалы. Разрешение должно быть получено в каждом отдельном случае. Также для немецкой строительной индустрии характерны: Архитекторы и проектировщики редко решаются пробовать новое, особенно если на это еще нет стандарта. И, как и все в немецкой строительной индустрии, это может занять время.
Александр подчеркивает, что даже в такой консервативной отрасли , как строительство, вы всегда должны пытаться найти новые способы улучшения того, что уже есть. Он также хотел бы посоветовать перспективным инженерам осмелиться поработать с новыми строительными материалами и методами строительства, просто опробовать их. Конечно, мы можем это только подтвердить. Машиностроение в Германии должно стать более открытым для новых идей.
Александр, какое ваше любимое здание?
Прямого фаворита у него нет. Но он дает нам понять, что конструкции оболочек по-прежнему очень впечатляют его. Его очень восхищает возможность перекрытия больших площадей без колонн.
Мы это можем понять. Элегантные здания действительно красивы. Спасибо, что посетили нас!
.png?mw=512&hash=ea9bf0ab53a4fb0da5c4ed81d32d53360ab2820c)
.jpg?mw=350&hash=8f312d6c75a747d88bf9d0f5b1038595900b96c1)
