Госстандарт России не так давно начал выдавать сертификаты на использование материалов, произведенных по нанотехнологиям. И они уже применяются в строительстве многих российских городов.
Для начала, что такое «нано»?
Нано – это размер. Одна миллиардная часть единого целого. Нанометр – одна миллиардная метра. Любой материал – дерево, бетон, стекло – если поделить его на такие крошечные частицы, а потом соединить, может кардинально изменить свои природные свойства. Стать более крепким, или, наоборот – более хрупким. Пластик может стать проводником, а вода – клеем.
На частицы такого малого размера делят и соединяют разными методами: химические реакции, воздействие температуры – низкой или высокой, электромагнитное поле. И каждый раз получается материал с новыми свойствами. Например...
Углеволокно. Прежде ткань из такого волокна использовалась в самолето- и автомобилестроении. Теперь материал активно начинают применять при возведении и реконструкции зданий. Тонкая и легкая материя заменяет тяжелые бетонные и металлические конструкции.
Как это получается? Доступным языком процесс можно описать так. Исходный материал (это нефтепродукт со сложным названием полиакрилонитрил) пропускают через здоровый промышленный дуршлаг, как спагетти. Струи подвергают воздействию высокой температуры – от 3 до 5 тысяч градусов. В результате выстраивается новая структура из частиц нано размера.
Нити обугленные и окисленные прочнее стали в 6-7 раз. Их соединяют в единое полотно на ткацком станке, а затем пропитывают связующим элементом вроде клея.
Арматура... из стекла. Стекловолоконные прутья легче и долговечнее стальных, значительно меньше подвержены коррозии, даже в агрессивных средах, вроде морской воды. Кроме этого они радиопрозрачны, то есть, не создают помех для мобильных телефонов. А насколько они прочные? Оказывается, один прут стеклянной арматуры выдерживает растяжение более 1000 МПа, что в 3 раза превышает показатели стали!
Нанобетон. В обычный бетон подмешивают различные добавки, произведенные по нанотехнологиям. Например, то же углеволокно — для упругости, или наноцемент для прочности.
Наноцемент – это продукт, очень сильно измельченный! А в результате такой манипуляции повышается его удельная поверхность, как следствие — ускоряются все реакции: он быстрее твердеет и набирает гораздо большую прочность.
Есть бетон, пропитанный хитрым клеящем веществом, которое пропускает молекулы воздуха, но не пропускает молекулы воды. Здания из такого материала влагонепроницаемых, но при этом «дышат». Самый известный проект нанотехнологий в строительстве – «Москва-Сити». Здесь как раз применяется особый влагонепроницаемый бетон, который позволил сделать небоскребы морозоустойчивыми и прочными.
Новые технологии внедряются гораздо дольше, чем хотелось бы. Дело в том, что стоят они дороже прежних, обычных. Да и консервативность мешает. Пока какая-то технология не докажет свою эффективность десятилетиями, люди будут относятся к ней осторожно.
Наука не отчаивается. Ученые видят несколько перспективных направлений для развития именно в строительстве, некоторые из них поражают воображение.
Например:
- фотокаталитические покрытия для фасадов и крыш, которые очищают сами себя и окружающий воздух;
- фундамент с системой, самостоятельно компенсирующей усадку грунта;
- несущие конструкции зданий, способные контролировать деформацию и напряжение;
- ограждения и кровли, аккумулирующие энергию солнца.