Concrete Canvas: инновационный бетон

История бетона насчитывает ни одно тысячелетие. Уже в древнейших цивилизациях он успешно применялся в массовом строительстве и при создании монументальных зданий сложной формы. В ходе своей эволюции бетон претерпел множество модификаций и усовершенствований, и сегодня всё ещё продолжается поиск различных вариаций модернизации бетонных материалов и улучшения их свойств.

В начале 2000-х годов британские студенты Королевского Колледжа Искусств Питер Брейвен (Peter Brewin) и Уилл Кроуфорд (Will Crawford) изобретают уникальную технологию на основе бетона. Для футеровки поверхностей они предлагают использовать ткань, пропитанную сухим раствором с непромокаемой подкладкой, которую впоследствии назовут  бетонным полотном. Уже в 2005 году для запуска производства этой технологии создаётся компания Concrete Canvas Ltd.

Почти сразу же технология получает признание на строительном рынке. Специалисты отмечают её преимущества по сравнению с традиционными методами; бетонное полотно получает престижные международные награды, в числе которых – победа на Премии в области разработок сред для соединений материалов «Мэтириел Конэкшн Мидием» в 2009 г., Премии Инноваций на выставке Рейлтекс (Railtex) 2013 г., Премии МакРоберта 2013 г. и т. д.  

В состав полотна входит трёхмерная волокнистая матрица, которая содержит специально подобранную сухую бетонную смесь. Одна из поверхностей сделана из поливинилхлорида (ПВХ), который обеспечивает водонепроницаемость материала.  

Гибкая ткань затвердевает при гидратации, формируя прочный, тонкий, огнеупорный и водонепроницаемый слой. Причём гидратацию можно производить как распылением, так и погружением в воду. Спустя 24 часа полотно достигает 80% прочности. Благодаря этим особенностям, бетонное полотно не требует смешивания и, соответственно, никакого дополнительного оборудования, что значительно снижает трудо- и энергозатраты. Укладка полотна может осуществляться с минимальной подготовкой: материал можно резать и фиксировать с помощью ручных инструментов.

По сравнению с традиционными строительными методами, бетонное полотно быстрее, проще и экономически эффективнее в установке. За 1 час командой из трёх рабочих может быть уложено до 200 кв. м. Это почти в 10 раз быстрее, чем при работе с обычными бетонными растворами.

Полотно также поставляется в переносных (компактных) рулонах, что позволяет производить укладку бетона в зонах с ограниченным доступом. На одном поддоне может быть доставлено до 200 кв. м. бетонного полотна, что значительно сокращает транспортную логистику и экономит место хранения на площадке.

В силу своей гибкости и податливости, бетонное полотно легко стелется по неровному профилю, приобретая его очертания, благодаря чему дополнительные работы (по выравниванию почвы) сводятся к минимуму. К поверхности полотно крепится с помощью обычных анкеров или стальных кольев со шляпками.

Проводимые исследования выявили высокую степень износостойкости данного материала. Циклические испытания замораживания-оттаивания, дождевые камеры и выдержка, в течение которой полотно давало наименьшую деградацию, показало, что срок службы полотна в условиях британского климата – более 50 лет.

Отличные низкотемпературные характеристики бетонного полотна подтверждаются испытаниями 200 циклов замораживания-оттаивания. В настоящий момент в России официальным дистрибьютором Concrete Canvas Ltd. проводятся дополнительные испытания 300 циклов замораживания-оттаивания с целью подтверждения заявленной производителем степени износостойкости полотна, но уже в российском климате. Высокая огнеупорность позволяет применять полотно в качестве огнезащитного материала.

По сравнению с обычным бетоном на основе портландцемента, бетонное полотно обладает высокой стойкостью к химическим соединениям: сульфатам, сульфатной воде, грунтовой и морской воде, сточным водам, хлоридам, дубильным и растительным маслам, а также большинству минеральных солей. Это было выявлено 56-дневным погружением полотна в кислоту до рН 4,0 и щелочь до 12,5.

Цемент, используемый в бетонном полотне, имеет ограниченный щелочной запас, поэтому он не классифицируется как раздражитель и менее вреден для водной флоры и фауны. По сравнению с обычным заливаемым бетоном, полотно также оставляет меньший углеродный след, а его экологичность позволяет производить укладку даже в живых водоканалах.

Особую популярность бетонное полотно получило благодаря широте возможного использования. Основные области применения – дорожное строительство, железные дороги, горнодобывающая и нефтехимическая промышленности, сельское и городское хозяйство.

Обладая низкой скоростью вымывания и небольшим углеродным следом, оно идеально подходит для прокладки канав. Высокая водонепроницаемость полотна позволила использовать его для укрепления дамб и водохранилищ.

Кроме того, бетонное полотно может стать хорошей альтернативой торкретбетону для защиты склонов от эрозии, вызванной выветриванием, поверхностным стоком и общим ухудшением состояния окружающей среды. Часто его применяют как эффективный метод предотвращения эрозии и размыва почвы, которые связаны со стоком воды из водопропускных труб, водосбросов и переливов. Оригинально оно и с позиции внешнего вида: подобно покрывалу, полотно повторяет поверхность склона, подчёркивая естественную неровность ландшафта.

Бетонное полотно может использоваться также для бронировки земляных валов вокруг нефтехимических резервуарных зон, складов боеприпасов и защиты от наводнений. Вдобавок оно действует как эффективный ингибитор сорняков, сокращая общее количество необходимого техобслуживания.

Целесообразно применение бетонного полотна для быстрого восстановления существующих бетонных конструкций, имеющих признаки разрушения и растрескивания. Равным образом оно подходит для быстрого ремонта повреждённых стенок габиона, обеспечивая долгую защиту.

Эффективно полотно применяется при строительстве вентиляционных стеновых конструкций для проведения подземных горных работ как более экономичная и экологичная замена тканевой брусчатке, гипсокартону или бетонному блоковому сооружению.

Его пластические возможности находят отклик в дизайне и при реализации художественных задач.  Подобно архитектурному бетону, он позволяет создавать сложные криволинейные конструкции с подробной деталировкой. Своеобразную эстетику также добавляют присущие материалу текстура и фактура.

Очевидные преимущества инновационной технологии бетонного полотна вызвали интерес среди ведущих компаний мирового строительного рынка. После пробной укладки многие из них остались довольны результатами. В силу этого компания Concrete Canvas Ltd. уверенно вышла на широкий международный экспорт.  Заказчики (как частные, так и государственные компании) представлены более чем 40 странами мира. Крупнейшими рынками сбыта являются Индонезия, Чили, Россия, Австралия, Бразилия и страны Ближнего Востока.

В России первыми проектами, выполненными с применением бетонного полотна, стали аэропорт алмазного карьера «Мир» в Якутии и береговой комплекс подготовки «Чайво» на Сахалине.

В перспективе следует ожидать, что данная технология, со множеством преимуществ и едва ли не полным отсутствием недостатков, будет совершенствоваться и, модернизируясь, охватывать всё большие области применения и приобретать всё большие масштабы.

Денис Миронов