Инновационные строительные материалы

ИННОВАЦИОННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Новое десятилетие уже успело отметаться на строительном рынке активным появлением большого количества необычных материалов и технологий. Инновации в области строительных и отделочных материалов изменили как сам процесс, так и общие тенденции в строительстве. Рисовые блоки Компания «Oryzatech» из Калифорнии разработала строительные блоки из рисовой шелухи. Сотни килограммов этого материала просто выбрасываются или сжигаются после обработки злака. Разработчики добавили клей и спрессовали полученную смесь в блоки, похожие на ЛЕГО. Размеры блока «Stak Block» – 0,3х0,3х0,6 м, а весит он 30 кг. Как и соломенные тюки, блоки укладывают на бетонный фундамент и обшивают снаружи влагонепроницаемыми панелями, а изнутри – фанерой или гипсокартоном. И текила, и дерево Мексиканская компания «Plastinova» обратила свой взор на волокнистый материал, который остается после выжимки сока из агавы для производства текилы. Добавив переработанный пластик, разработчики получили материал, своими свойствами напоминающий древесину. Вместе с тем, он обладает большей устойчивостью, чем натуральное дерево, и может использоваться для строительства опалубки, стропильной системы, арок, а также изготовления мебели. Материал выпускают в виде таблетки размером 1х1,2мх10 см. Ее можно обрезать до нужных размеров. Сейчас компания планирует заменить агаву кокосовым волокном – более прочным и доступным материалом. В отличие от агавы, жмых которой используется как топливо для котлов, кокосовое волокно достать проще и дешевле. Эффективная изоляция Апельсины полезны не только для здоровья, но и для строительства. Этот факт недавно обнаружили сотрудники политехнического университета Испании. Ученые разработали звукоизоляционные панели из отходов древесины апельсиновых деревьев и переработанного полипропилена. При меньшей толщине они задерживают звук лучше, чем ламинированные гипсовые панели: 29 дБА против традиционных 27дБА. А если панели соединить в сэндвич с наполнителем из шерсти, то новый звукоизоляционный продукт по эффективности превзойдет традиционные аналоги. Компания «ПирроГрупп» поработала над повышением энергоэффективности здания, представив инновационные термоизоляционные ПИР-плиты. Низкая теплопроводность продукта позволяет увеличить сопротивление теплопередаче при сохранении исходной толщины стен (с утеплением из минваты например). Легкость материала и простота обработки значительно ускоряют монтаж и снижают нагрузку на несущие конструкции. Жесткость плит и профилировка торцов позволяют производить монтаж термоизоляционного слоя непрерывным щитом, исключающим утечки тепла через ограждающие конструкции. Подтвержденный срок службы плит составляет 50 лет, без потери исходных теплофизических характеристик. Уникальные качества продукции остаются неизменными на весь срок службы здания. Баклажаны для отделки стен Голландская компания «Nova Lignum» представила свою разработку – материал Ceranex для облицовки фасадов. Продукт, объединивший преимущества древесины, пластика и волокнистого цемента, на 90% состоит из растительных волокон. В основном, это отходы тростника и баклажанов. Среди достоинств материала – огнестойкость, устойчивость к агрессивным средам, атмосферным осадкам и появлению плесени. Композитные панели не гниют и не выгорают на солнце, легко обрабатываются любыми инструментами. Окно, которое вырабатывает энергию из непогоды Исследователи из университета Атланты изобрели смарт-стекло с автономным питанием, которое собирает энергию ветра и дождя. Преобразовывать механическую энергию в электричество окна будут с помощью инновационной технологии трибоэлектрического наногенератора (TENG). В «умную» оконную систему интегрировано электрохромное устройство (ECD) с невидимыми наногенераторами «TENG», которые запускаются от ветра и капель дождя на стекле. Вырабатываемый наногенераторами ток используется в электрохимических окислительновосстановительных реакциях. Они влияют на степень светопроницаемости стекла: с полностью прозрачного оно меняется на темно-синее. Пока что смарт-стекло генерирует до 130 милливатт на 1 кв.м. Этого хватит, чтобы запитать кардиостимулятор или «спящий» смартфон. Но исследователи планируют повысить энергоэффективность своей разработки и надеются придумать, как сохранить вырабатываемую окнами энергию. Строительная кожа Сложно придумать себе систему сложнее и эффективнее, чем человеческое тело: каждый орган в нем выполняет свою важную для всего организма функцию. Например, кожа способна «дышать» через поры, тем самым регулируя температуру и влажность тела. По аналогии с наружным покровом человеческого тела ученые университета Беркли разработали строительную оболочку SABER для создания комфортных условий в зданиях. Оболочка представляет собой мембрану, которая заполнена крошечными линзами и клапанами. Они реагируют на тепло, свет и влажность, открываясь и закрываясь. Таким образом, мембрана пропускает воздух внутрь помещений, когда это необходимо. Обдув создает ощущение прохлады и, по сути, заменяет кондиционеры. Еще одно преимущество мембраны – ее масштабируемость. Такой оболочкой можно обернуть как небольшой жилой дом, так и футбольный стадион. Сад на стенах Мы неоднократно рассказывали о системах вертикального озеленения зданий. Швейцарская компания «Creabeton Matériaux AG» внесла свой вклад в развитие этой технологии, представив фасадную систему «SKYFLOR». Она состоит из панелей, которые можно засадить любыми цветущими травами. Помимо улучшения внешнего вида зданий, система выполняет функции вентилируемого фасада и служит для звукоизоляции стен. Панели состоят из четырех слоев. Верхний слой – это нехлопотные в уходе растения. Сквозь них проглядывает второй слой – стильная керамическая панель с пористой поверхностью. Третий слой – подложка – питательная среда для растений. Последний, поддерживающий слой – волоконно-армированный бетонный блок. «ТЕПЛЫЕ» СТЕНОВЫЕ БЛОКИ ИЗ ПОЛИСТИРОЛБЕТОНА Производители нового поколения блоков постарались отклониться от традиционной многослойности. Дело в том, что ряд существующих строительных кладочных материалов для малоэтажного строительства представляет собой комбинацию бетона с теплоизоляционными материалами. Герметичность контакта в такой комбинации как раз и вызывает немало вопросов у специалистов и любителей. Если соприкосновение между утеплителем и бетоном не будет абсолютным, то на поверхности бетона возможно выпадение конденсата из-за разницы температур, что приведет к "коррозии" бетона и его разрушению впоследствии. Также вызывает сомнение срок службы такой многослойной конструкции. Рабочий ресурс практически любого утеплителя редко превышает 50 лет, а в сибирских климатических условиях еще меньше. Что ожидает стеновой блок, когда утеплитель подвергнется разрушению? В качестве альтернативы производители предлагают стеновые блоки из полистиролбетона с уже готовой фасадной отделкой. Полистиролбетон относится к ячеистым легким бетонам. Его поризация достигается за счет введения в цементную смесь вспененных гранул полистирола плотностью 8-16 кг/м5. Кроме того, в отличие от пенобетона и газобетона, поры у полистирол бетона имеют замкнутую структуру. Благодаря этому он обладает более высокими теплозащитными свойствами, чем пенобетон и газобетон. Коэффициент его теплопроводности - от 0,55 до 0,12 Вт/м С. Поэтому стена из полистиролбетонных блоков имеет малый вес и не требует дополнительного утепления. Но главное - за счет замкнутой структуры пор полистиролбетон меньше впитывает влагу, т.е. обладает меньшим водопоглощением, чем другие ячеистые бетоны. Благодаря наличию внешнего слоя тяжелого бетона на стеновом блоке, работы по наружной отделке дома можно свести к минимуму. Все это в комплексе позволяет экономить на строительстве дома в целом. Область применения: строительство малоэтажных жилых объектов, хозяйственных построек, гаражей, заборов. ГРАНУЛИРОВАННЫЙ И БЛОЧНЫЙ ПЕНОЦЕОЛИТ И ПЕНОСТЕКЛО Это теплоизоляционные материалы, производимые на основе природного сырья Сибирского региона. В основе производства продуктов - низкотемпературное вспенивание (до 850°С) и местное сырье. Пеноцеолит и пеностекло - экологически чистые, биологически стойкие и очень теплые материалы с коэффициентом теплопроводности 0,06 - 0,09 Вт/(м°С). Они имеют практически нулевое водопоглощение, характеризуются хорошей морозостойкостью и идеально подходят для использования в сибирских климатических условиях. Срок их службы составляет более 100 лет, что в два раза больше, чем рабочий ресурс применяемых сегодня теплоизоляционных материалов. Их производство требует более простого и дешевого сырья, отчего продукт имеет сравнительно низкую себестоимость. Пока для его производства используются туганские пески. В будущем, по утверждению ученых, производить пеностеклокристаллический материал можно будет и из других, ещё более доступных видов сырья. Прямым аналогом гранулированного пеноцеолита является керамзит. Однако по сравнению с керамзитом новинка обладает лучшими эксплуатационными характеристиками. Область применения: засыпная теплоизоляция и усиление теплозащиты перекрытий, полов, колодцевой кладки стен в гражданских и производственных зданиях. Блочный вариант гранулированного пеноцеолита и пеностекло - в гражданском, жилом, малоэтажном строительстве. ПЛИТЫ ИЗО ЛЬНА Новинки сегмента теплоизоляционных материалов ориентированы на один из главных трендов строительного рынка - экологичность. Лён - это экологически чистый материал, который благодаря современным производственным технологиям получил новую форму исполнения, улучшенные теплозащитные характеристики и более широкую область применения. В качестве связующего компонента применяется крахмал, для огнебиозащиты материал пропитывается природными солями бора. Плиты изо льна не поддерживают горение и характеризуются отличными показателями по теплопроводности и звукопоглощению, обеспечивая защиту дома от жары, холода и шума. Коэффициент теплопроводности материала при толщине 5 см и плотности 32-34 кг/м3 составляет 0,038 - 0,04 Вт/мК. Коэффициент звукопоглощения - 0,98. Льняное волокно, в отличие от минеральной ваты, способно впитывать и одновременно отдавать влагу, не накапливая конденсат, что делает его теплозащитные качества стабильными, при использовании такой теплоизоляции не требуется устройство внутреннего пароизоляционного слоя. Срок службы льняного теплоизоляционного материала, по словам производителей, составляет более 60 лет. Материал сохраняет эксплуатационные свойства в течение всего срока службы конструкции. Область применения: утепление и звукоизоляция стен, крыш, мансард, полов, потолков, внутренних перегородок в индивидуальных домах, квартирах, в общественных, производственных зданиях и сооружениях. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Свое решение проблемы высокой стоимости квадратного метра жилья предложили специалисты НГАСУ (Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет). Использовать при возведении дома строительные материалы, произведенные на основе техногенных отходов. Цемент является дорогостоящий сырьем, на строительном рынке его всегда не хватает. Использование отходов промышленности в производстве строительных материалов позволяет частично или полностью заменить цемент и таким образом снизить себестоимость строительства. Входящие в рецептуру строительных материалов отходы промышленности кроме прочего улучшают ряд их технических характеристик (снижают теплопроводность, повышают водостойкость и т.д.). Готовые строительные материалы характеризуются высокими прочностными качествами, экологичностью и долговечностью. Не все техногенные отходы подходят для производства строительных материалов и не все строительные материалы можно производить с применением подобной технологии. Чтобы получить данные по возможным заменителям цемента, необходимо провести целый ряд исследований. Исследования специалистов НГАСУ и получение образцов проводились на примере диабаза - тонкодисперсного порошка, образующегося при дроблении диабазовой породы для получения щебня (месторождение пос. Горный, Новосибирская область). При его введении в состав кладочного строительного материала появление высолов на поверхности такого блока или кирпича практически исключено, улучшается качество самого изделия, материал набирает прочность в ранние сроки твердения. Полная замена цемента на диабаз в составе строительного кладочного или отделочного материала обеспечивает получение водостойких изделий. В тандеме с другими отходами промышленности (костра льна, опилки) диабаз позволяет значительно улучшить характеристики теплоизоляционных и конструкционнотеплоизоляционных материалов по теплопроводности. ЖИДКАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ Этот материал предлагается рынком не первый год, но все еще остается новинкой. Так называют класс лакокрасочных материалов, образующих при высыхании энергосберегающее покрытие. По составу и способу нанесения она напоминает обычную краску, хотя отличается от обычных лакокрасочных материалов теплозащитными свойствами. Так же, как краска, жидкая теплоизоляция наносится на поверхность кистью, валиком или аппаратом безвоздушного распылений. После высыхания она образует однородное, ровное, эластичное покрытие, работающее подобно термосу. Принцип работы покрытия заключается в том, что оно отражает и рассеивает тепло, препятствуя его утечке изнутри здания и не давая ему проникнуть в дом извне. Собственно, таким образом, и достигается энергосберегающий эффект. Дом экономит на тепловой и электрической энергии, затрачиваемой на свое отопление и охлаждение. В состав теплоизоляционного материала входят калиброванные керамические и силиконовые микросферы с разряженным воздухом. При полимеризации материала они создают необходимый "вакуум". Коэффициент теплопроводности микросфер - не более 0,00083 Вт/мК. Основу жидкой теплоизоляции составляет акриловое связующее, плюс катализаторы, фиксаторы и добавки. Лакокрасочный материал имеет отличное сцепление практически с любым видом поверхности (бетон, металл, пластик, дерево) разных архитектурных форм. Эластичность покрытия позволяет применять технологию теплозащиты в новом строительстве, а также на поверхностях, подвергающихся термическим расширениям. Никаких "паутинчатых" трещин на стенах дома с оседанием строительной конструкции при этом не образуется. Такой способ утепления здания позволяет снизить нагрузку на фундамент. Он ремонтопригоден, при этом его ремонт менее трудоемок и затратен, чем при использовании традиционных утеплителей. Кроме того, при утеплении конструкций жидкой теплоизоляцией с внутренней стороны не теряется полезная площадь помещения. Срок ее службы составляет не менее 15 лет. Линейка лакокрасочных материалов поддается колеровке, а значит, может использоваться в качестве "теплоизоляции" и финишной отделки одновременно. Области применения: утепление фасадов зданий, крыш, устранение промерзания стен, утепление бетонных полов, трубопроводов, паропроводов, различных ёмкостей, цистерн, устранение конденсата и т.д. КЕРАМОГРАНИТ Сделать керамогранит гибким, легким, ударостойким и универсальным в применении попытались итальянские строители. Они разработали новый материал - тонкие и гибкие крупноформатные керамические плиты, которые могут применяться для интерьерных и фасадных решений. Внешне такие плиты практически не отличаются от обычного керамогранита. Они обладают всеми его свойствами - огнестойкостью, влагостойкостью, морозостойкостью, долговечностью. Однако, имея толщину всего 3 мм, они обладают еще и необыкновенной ударостойкостью - разбить их молотком даже при желании достаточно сложно. По сравнению с керамогранитом крупноформатные плиты имеют малый вес, и их можно гнуть. Режется материал с помощью обычного стеклореза. При производстве плит смесь глины, полевого шпата, кварцевого песка и минеральных красителей прессуется, но не в форме, а методом проката. Полученный таким образом лист обжигается в специальной печи при температуре свыше 1220°С, что обеспечивает однородность керамической массы и готового изделия. Плиты, изготовленные по новой технологии, отличаются исключительно высокой степенью плоскостности и отсутствием внутреннего напряжения в материале. Новый материал почти не истирается, не царапается, не боится ультрафиолета и не меняет своего цвета. Ему не вредят постоянные чистки. Плиты экологически безопасны и гигиеничны, поскольку не выделяют вредных веществ. Область применения: без ограничений для внешней и внутренней отделки дома. САМОКЛЕЯЩИЙСЯ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ Производители новых гидроизоляционных материалов сегодня делают ставку на простоту применения продуктов при высоких эксплуатационных характеристиках. Именно эта идея легла в основу разработки рулонного самоклеящегося гидроизоляционного материала. Он производится на основе армирующей стеклоткани, пропитанной битумно-полимерным составом с целевыми добавками, улучшающими эксплуатационные свойства. Такая структура имеет немало преимуществ. Благодаря такой основе материал является достаточно гибким, что существенно облегчает монтаж гидроизоляции. Верхний битумно-полимерный слой защищает гидроизоляцию от всякого рода повреждений. С помощью нижнего - гидроизоляционная ткань клеится к любому основанию. Отличительная черта материала - в простоте монтажа. Чтобы его приклеить, не нужно греть и топить нижний битумно-полимерный слой. Достаточно снять с материала разделительную антиадгезионную бумагу или пленку, приложить к поверхности, прижать и прикатать валиком. Процесс монтажа гидроизоляционной стеклоткани напоминает приклеивание декоративной наклейки к поверхности. Область применения: стальные, деревянные, бетонные горизонтальные или вертикальные поверхности, металлическая, мягкая кровля, бассейны, фундаменты, трубопроводы и пр. Диапазон температур - от -50 до +60 С.