Строительство — одна из «вечных» сфер человеческой деятельности. Она будет востребована и сейчас, и спустя десятки и сотни лет — а значит, продолжат развиваться и технологии возведения и реконструкции зданий и сооружений.
Дома из промышленных отходов
Идея изготовления строительных материалов из мусора и отходов промышленности, мягко говоря, не нова — взять хотя бы развиваемый в Нидерландах проект строительства автотрасс из переработанных полимеров или создание японцами целых островов, насыпная часть которых сделана из прессованных твёрдых бытовых отходов.
Другое дело — «распечатка» целых домой на гигантском 3D-принтере, запатентованная и успешно опробованная китайской компанией Winsun. Такие проекты, значительно ускоряющие строительство, существовали и раньше — но впервые в качестве основного строительного материала предложено использовать промышленные отходов.
Вот некоторые параметры инновационного 3D-принтера:
- Габариты — около 150 метров в длину, 10 метров в ширину и 6 метров в высоту.
- Скорость работы — до 10 типовых каркасов в день.
- Стоимость — в среднем 5000 долларов.
Разумеется, огромный принтер решает только основную задачу: возведение наружных стен; внутренние стены, перегородки и прочие строительные конструкции достраиваются в обычном порядке. Не исключено, что и этим вопросом когда-нибудь будут заниматься механизмы — но пока и принтер, печатающий целые дома, выглядит настоящим прорывом в строительстве.
Перспективы технологии очевидны: «распечатка» домов крайне ускоряет работу, а кроме того, даёт возможность полноценно использовать невостребованные промышленные и строительные отходы. Насколько прочны конструкции, напечатанные на 3D-принтере, способны ли они в течение долгого времени выдерживать палящую жару и экстремальные холода, ливни и ветры? Покажет время.
Дома-конструкторы из экологичного пластика
Не отстают от китайских коллег и инженеры из Нидерландов. Здесь в качестве строительных конструкций предложили использовать биопластики — полимеры, которые производятся из возобновляемых материалов: растительных масел, опилок, соломы, крахмала, пищевых отходов, — а также из переработанного пластика, по большей части полиэтилена и полипропилена.
Стены, распечатанные на огромном 3D-принтере, прикрепляются к основе по принципу конструктора «Лего». Использование таких сменных блоков позволяет предельно просто производить перепланировку или ремонт: достаточно отсоединить ненужные блоки, переместить оставшиеся — и установить новые. В качестве исходного материала используется биопластик компании Henkel на основе смеси растительных масел и микрофибры. Материал не выделяет в воздух вредных веществ, хорошо выдерживает перепады температуры и влажности — а если здание или сооружение станет не нужно, его можно в буквальном смысле переплавить, чтобы создать новые строительные конструкции.
Дома из земли: хорошо забытое старое
Здания и сооружения из грунта, смешанного с соломой, веточками, щебёнкой и другой природной «арматурой», возводили в Древнем Риме, не менее Древнем Китае, по всему Ближнему Востоку — и до сих пор строят в странах Африки. Даже кустарные постройки из земли имеют такие положительные характеристики, как:
- Практически полное отсутствие усадки.
- Высочайшие теплоизоляционные свойства.
- Неплохая водостойкость.
Кроме того, с течением времени землебитные конструкции отвердевают, приобретая прочность, сравнимую с показателями кирпича или бетона.
Современные технологии, применяемые в строительстве, позволяют создавать землебитные блоки, лишённые недостатков прошлых лет: в достаточной мере однородные, прочные, хорошо спрессованные. Благодаря хорошим теплоизолирующим параметрам землебитные дома могут быть востребованы в местностях с холодным климатом — при условии достаточного количества доступного для извлечения грунта.
Бетон на основе углекислого газа: дёшево и прочно
Одной из главных экологических угроз остаются выбросы в атмосферу углекислого газа, скопления которого могут, в частности, является причиной глобального потепления. Полностью остановить этот процесс невозможно — зато вполне реально уменьшить количество CO2 в воздухе, улавливая и связывая его.
Именно такая технология и применяется канадской компанией CarbonCure Technologies: уловленная двуокись углерода (с небольшим процентом сопутствующих газов) за счёт связывания переводится в твёрдую фазу и используется для производства бетонных блоков. По прочностным характеристикам «углекислый» бетон не уступает обычному; при этом себестоимость его ниже, а воздействие на окружающее среду — сугубо положительное. Согласно расчётам компании-разработчика, использование 100 тысяч таких блоков позволит абсорбировать приблизительно столько же CO2, сколько за год перерабатывает сотня больших деревьев.
«Самозаживляющийся» бетон: автоматическое затягивание трещин
Раковины морских моллюсков обладают замечательным свойством: за счёт содержания в их составе карбонатов, в том числе карбоната кальция, микроповреждения в них самостоятельно залечиваются. CaCO3 скрепляет одиночные и веерные трещины — и спустя непродолжительное время ракушка выглядит если не новой, то вполне пригодной для дальнейшего проживания моллюска.
Добавление комплекса минералов, отвечающих за самовосстановление, в бетон даёт, как показывают исследования, точно такой же результат: при контакте с водой и атмосферным углекислым газом в микротрещинах образуется стягивающий их и достаточно быстро отвердевающий карбонат кальция.
Новая строительная технология пока находится в стадии разработки. Исследователям ещё предстоит установить:
· Насколько изменяется прочность «самозаживлённых» строительных конструкций по сравнению с исходной.
· Как быстро начинается и завершается самовосстановление в разных температурных и влажностных условиях.
· Какие добавки могут ускорить автоматическое затягивание трещин и придать восстановленной конструкции большую прочность.
И, разумеется, «самозаживляющийся» бетон не является панацеей: для восстановления требуется определённое время, а значит, при возведении самых новаторских зданий и сооружений нельзя забывать об угрозе землетрясений, ураганов и наводнений.
Стройматериалы из деревянной «некондиции»
Тонкие деревья не пользуются большим спросом в промышленности: некоторая их часть идёт на производство целлюлозы и, впоследствии, бумаги и картона; некоторые «неформатные» стволы просто сжигают или переводят в разряд промышленных отходов.
Современная технология, предложенная в Австрии, позволяет решить эту проблему с минимальными потерями. Тонкомерные стволы, не подходящие для использования в других целях, пропускаются через строгальный станок, в результате чего становятся квадратными в поперечном сечении. Полученные расходники используются для сборки строительных конструкций: при высыхании сердцевины деревянный параллелепипед естественным образом деформируется и намертво застревает в вязке. Это позволяет получать прочные и лёгкие неразборные элементы — к тому же, сравнительно безвредные в утилизации.
В погоне за новинками в строительстве нельзя забывать про проверенные временем, доказавшие свою надёжность технологии.