Углеродно-сознательный бетон: как нанотехнологии меняют стройиндустрию

РУП «СТРОЙТЕХНОРМ» поделился ключевыми выводами международного вебинара, в котором недавно приняли участие его представители. Мероприятие организовано межрегиональной ассоциацией по гражданскому строительству «Alconpat International», которая объединяет экспертов из Азии, Латинской Америки, Северной Америки и Европы, работающих в области инновации в строительной индустрии.

Справочно. Alconpat International – это некоммерческая организация, которая координирует глобальный обмен знаниями и передовым опытом в области структурной патологии и восстановления в гражданском строительстве. Основана в Мексике в 2011 году и включает экспертов из Латинской Америки, Северной Америки, Европы и Азии. Alconpat International стремится к развитию гражданского строительства посредством проведения конгрессов, конференций, вебинаров и публикации технических статей. Alconpat Миссия International – стремление к совершенству в оценке, диагностике и ремонте конструкций, для обеспечения устойчивого развития и безопасности в строительстве инфраструктуры по всему миру.

В рамках вебинара состоялась презентация «Carbon Conscious Concrete with Functional Materials» (Углеродно-сознательный бетон с функциональными материалами), которую представил известный эксперт, профессор Сурендра П. Шах (Северо-Западный университет, США).

В фокусе обсуждения – как с помощью инновационных материалов превратить производство бетона из одного из крупнейших источников CO₂ (на его долю приходится ~23% глобальных выбросов) в инструмент активного поглощения углерода.

Рассмотрели 4 ключевых аспекта:

1. Защита и долговечность. Современные поверхностные обработки на основе наночастиц (например, соединениеSilane@SiO₂) делают бетон практически водонепроницаемым, значительно продлевая срок его службы.
2. Переработка отходов. Обработка вторичного бетонного щебня суспензией с нано-SiO₂ и нано-CaCO₃ снижает его водопоглощение почти вдвое (с 6.4% до 3.6%), что позволяет эффективно использовать переработанные материалы в новых конструкциях.
3. Карбонизационное твердение (CO₂-Curing). Одна из самых инновационных технологий. Прямая карбонизация бетонной смеси в автобетоносмесителе увеличивает поглощение CO₂ в 35 раз и позволяет снизить содержание цемента на 5–8% без потери прочности. Также была отмечена технология карбонизации промывной воды с использованием био-хелатов, дающая до 29% поглощения углекислого газа (есть патент США).
4. Биочар и биополимеры. Органические отходы (древесный уголь, целлюлоза) после модификации полимерами становятся не просто наполнителем, а активным компонентом, который повышает прочность на сжатие бетона (до 85 МПа) и дополнительно связывает CO₂ внутри материала.

Особый интерес вызвала тема самоочищающихся покрытий на основе наночастиц SiO₂@TiO₂. Под действием солнечного света такие покрытия разлагают органические загрязнители и оксиды азота, таким образом фасады с данным покрытием не только сохраняют белоснежный вид и не требуют очистки, но и активно улучшают качество окружающего воздуха (яркий пример - римская церковь «Dives in Misericordia»).