В настоящее время строится двухэтажное здание под местным названием Carbonhaus на территории кампуса технического университета в Дрездене, Германия, которое станет первым зданием в мире, построенным полностью из углеродистого железобетона. Здание имеет крытую площадь 2200 квадратных футов и будет завершено с бюджетом в 5 миллионов евро (5,63 миллиона долларов США).
Здание состоит из двух основных частей: сборного “ящика” и “твиста”, двугранной крыши, которая состоит из более легкого и гибкого железобетона. В этом университетском здании разместятся классная комната, лаборатория, презентационные помещения и небольшая кухня. Самой большой достопримечательностью, а также инженерным чудом этого здания будет его изогнутая крыша, а также 24-метровая длина бесшовного бетона. Архитектором проекта Carbonhaus является Гюнтер Хенн, председатель Мюнхенской архитектурной фирмы HENN. Проект разработан компанией Architecten Ingenieure Batzen (AIB), в то время как Assmann Advice + Plan предоставляет услуги по структурному планированию. Манфред Курбах, директор Института бетонного строительства в Дрездене, где он является профессором, сказал: "Когда мы начали публиковать первые результаты по углеродистому железобетону в то время, нам улыбались. Это чепуха. Через три года эта тема будет снята". Это было в 1998 году. Сейчас, спустя 22 года, несмотря на сложную нынешнюю ситуацию, на территории кампуса ту Дрезден возводится первое в мире здание, полностью выполненное из углеродистого железобетона. "Это квантовый скачок в истории гражданского строительства", - добавил он.
Железобетон называется углеродистым бетонным композитом и называется C3 или Cube.
Что такое углепластиковый железобетон?
Железобетон из углеродного волокна — это композитный продукт, состоящий из углеродного волокна, которое обеспечивает прочность и жесткость, и полимеров, которые удерживают волокна вместе в виде своеобразной матрицы. Микро-или макроволокна могут быть как синтетическими, так и натуральными. Единодушие в отрасли заключается в том, что такой вид армирования может значительно увеличить срок службы конструкции, в которой используется композит. Углеродное волокно, применяемое для CUBE, производится из полиакрилонитрила на нефтяной основе, или PAN. Он также может быть изготовлен из лигнина, органического полимера, получаемого из отходов бумажного производства. TU Munich изучает производство углеродного волокна из масла водорослей.
Важность и применение углепластикового железобетона
Он обеспечивает большую долговечность и лучше подходит для окружающей среды, чем стандартная смесь строительных материалов. Армированный углеродом материал обеспечивает большую устойчивость к растрескиванию и эрозии, чем обычные стальные и бетонные строительные компоненты. Однако использование новой альтернативы все еще сталкивается с некоторыми нормативными и экономическими препятствиями.
Поскольку не менее половины бетона в типичном строительном компоненте используется для защиты стальной арматуры от коррозии. Следовательно, до 60% бетонной конструкции является мертвым грузом конструкции, которую бетон и арматура должны поддерживать, увеличивая стоимость конструкции.
Эксперты говорят, что, поскольку сталь и бетон “работают в тандеме, но не вместе”, полученный компонент по-прежнему подвержен растрескиванию и эрозии, вплоть до того, что здания и инфраструктура не прослужат так долго, как должны. "Они рассчитаны на прочность, но не долговечность, и никто не несет ответственности после 10 лет службы.”
С другой стороны, вес углеродистых армирующих материалов составляет примерно четверть веса стали при той же прочности на растяжение. Композитный компонент более долговечен и экономит до 70% выбросов парниковых газов. Хотя это может занять 20 лет, чтобы стать мейнстримом, и потребует регулирования, но как только это вступит в силу, это поможет ускорить сокращение выбросов CO2.
Однако углеродистый бетон можно использовать не только для укрепления или реконструкции мостов или сооружений. Это открывает путь для строительной индустрии, чтобы разработать совершенно новый способ строительства и жизни. Углеродистый бетон позволяет внутренним стенам зданий состоять из панелей толщиной всего в несколько сантиметров, обеспечивая тем самым новые конструктивные возможности, которые характеризуются гибкостью, легкостью и эстетическими принципами. Таким образом, потенциальные области применения распространяются на весь спектр строительной техники – будь то реконструкция или новое строительство.