5 иновативни строителни материала на бъдещето

Иновативните строителни материали могат да допринесат значително за ефективността на ресурсите. По-нататък ще ви покажем няколко избрани примера от изследователската и строителната практика, които притежават голям бъдещ потенциал.

Иновативни подови плочи с намаление на теглото от 70 процента

Изследователи от Архитектурния отдел в ETH Цюрих са разработили бетонни подови елементи, които не изискват стоманена армировка и са 70 процента по-леки от конвенционалните бетонни подове. Тайната на намаляването на теглото се крие в сводестите и геометрично оформени панели, които се основават на старите строителни техники на сводовете в катедралите.

Носещата плоча на подовите елементи е с дебелина само два сантиметра и благодарение на формата си не изисква армировъчна стомана. За да се намалят разходите при производството на елементите, вместо обичайните форми за леене се използва 3D печат. Елементите обаче не бяха направени от бетон, а от пясък в комбинация със специален свързващ агент. Philippe Block от ETH Zurich обяснява иновативната система, както следва:

„Това е просто пясък, залепен от обикновено свързващо вещество. Материалът е наистина мек, това малко парче може лесно да се отчупи на ръка. Но ако го оформите така, че да поглъща силите - което открихме чрез алгоритъм, който разработихме сами - тогава можете да ходите по този мек материал. И имате сигурна конструкция, която е 70 процента по-лека от конвенционалните тавани. "

Новите подови плочи сега се тестват на покрива на изследователската сграда на NEST, където трябва да бъде построен двуетажен лек мезонет за гости. За тази цел 5 x 5-метрови подови елементи са модулно сглобяеми и след това се монтират на място. В кухините между бетонните ребра могат да се положат кабели за вентилация, охлаждане и отопление, което също спестява място.

Подробна информация за това можете да намерите в лекцията на Филип Блок:

Невидимо акустично покритие за кръгли повърхности

Много акустични решения изпълняват предназначението си, но често не могат да отговорят на естетическите изисквания на архитектурата. Силно иновативната и устойчиво произведена система BASWA решава този проблем с дискретно и невидимо акустично решение. Иновативният строителен материал създава напълно гладък таван, който е акустично силно активен и филтрира всяка ехология. Дори кръгли или извити повърхности могат да бъдат покрити със звукопоглъщащи без проблеми. В сравнение с конвенционалните решения, системата предлага друго значително предимство, тъй като може да се комбинира с охлаждащ таван.

Снимка: Trockenbau Weissmann GmbH, проект: Bellis Bar в Копенхаген

Въглероден бетон: висока товароносимост, лека и устойчива

Новият композитен материал въглероден бетон (текстилен бетон) има потенциал да революционизира цялата архитектура. Високоефективният материал е комбинация от бетон и въглеродни влакна. Той има повече здравина, издръжливост и лекота от конвенционалния бетон. Най-изявените предимства на материала са:

Въглеродът не ръждясва. За разлика от стоманобетона, не са необходими дебели слоеве бетон за защита на въглерода. Разходът на пясък и емисиите на CO2, свързани с производството на стоманобетон, могат да бъдат значително намалени.
Строителният материал може да бъде направен от всяко вещество, което съдържа въглерод. Например в момента изследователите използват лигнин, отпадъчен продукт, който се създава по време на производството на дървесина.
Носимостта с въглерод е пет до шест пъти по-висока, отколкото при стоманобетон.
Въглеродната версия е четири пъти по-лека и експлоатационният живот е значително по-дълъг.

Разходите за въглероден бетон изглеждат много високи и са около двадесет евро в сравнение със стоманобетона с едно евро за килограм. Ако обаче включите икономиите на материал от около 75 процента, както и трайността, здравината и устойчивостта на корозия на материала, разходите се компенсират взаимно.

Първата въглеродна къща трябва да бъде построена в кампуса на Техническия университет в Дрезден през 2019 г. Консорциумът „C³ - композит от въглероден бетон“, ръководен от TU, е изчислил разходите за изграждане на около 5 милиона евро за двуетажния еталон.

„C-Cube трябва да илюстрира свойствата на въглеродния бетон и да бъде отличен пример за филигранна, лека и тънка конструкция“, подчертава главният изпълнителен директор на C³ проф. Манфред Кърбах, който ръководи Института за твърдо строителство в TU Дрезден.

Можете да видите повече за производствения процес тук:

Носещ дървен бетон за жилищни и офис сгради

Изследователи от швейцарската изследователска програма "Resource Wood" (NRP 66) наскоро представиха нова иновация в областта на производството на бетон с новия, стабилен строителен материал "дървен бетон". Съдържанието на чакъл и пясък тук се заменя с фино смляна дървесина, т.е. Стърготините се смесват в цимента вместо малки камъчета. В някои смеси строителният материал има обемно съотношение над 50% дърво. Това го прави значително по-лек от конвенционалния бетон.

В момента в Университета за технология и архитектура във Фрайбург се тества осемметров композитен панел от дърво и дърво-цимент. Въпреки че тежи само една трета от еднакво еластична, нормална бетонна плоча, този нов тип композитен материал по принцип може да се използва в жилищни и офис сгради.

Снимка: Дая Цвики, Институт за строителни и екологични технологии iTEC, HES-SO University for Technology and Architecture Fribourg

"Те тежат не повече от половината от нормалния бетон - най-лекият дори плава. Вероятно ще минат няколко години, преди първите сгради, в които лекият бетон буквално да играе основна роля. Знанията за практическо приложение в голям мащаб все още са налице твърде ниско ", обяснява Дая Цвики, ръководител на Института за строителни и екологични технологии към Университета за технологии и архитектура във Фрибург.

Първите тестове за натоварване в мащаб 1: 1 показаха, че иновативният дървен бетон може да се използва и в таванни и стенни елементи и може да поеме носеща функция в конструкцията. В момента изследователите тестват кои смеси са най-подходящи за целта. Екипът работи и по ефективни производствени процеси.

Супер материал: ултра лек и десет пъти по-твърд от стомана

Иновативният строителен материал е разработен от учени от Масачузетския технологичен институт (MIT). Материалът е по-лек от пластмасата и се състои от слой въглеродни атоми от пчелна пита.

„Новият ни супер материал се състои от графенови люспи, които се изстискват и изстискват, за да образуват голяма мрежа, покрита с паяжини. Материалът има пухкава структура, която прилича малко на психеделично морско същество. Подобната на корали структура е почти напълно куха и има плътност, която е само пет процента от конвенционалните графики “, обяснява отговорният ръководител на проекта в MIT Маркус Дж. .

В бъдеще високотехнологичният материал може например да създава мостове, които са свръхтвърди, леки и изключително топлоустойчиви.

Заключение: иновативни строителни материали за бъдещето

Строителната индустрия се нуждае от иновативни строителни материали и устойчиви решения, за да се справи със сложните екологични и икономически изисквания на 21 век. Търсят се високоефективни и трайни строителни материали, които спестяват ресурси и същевременно увеличават производителността. В допълнение към високотехнологичните строителни материали и интелигентните строителни материали, това включва и иновативни фасадни материали или нови строителни техники като 3D печат на къщи .