Бетон — один из основных материалов в сфере строительства. Периодически, при его приготовлении или использовании, используются новшества, в том числе из области современных инноваций, позволяющие усовершенствовать свойства бетона, уменьшить расходы на его изготовление и повысить эффективность строительных работ.
Информационное моделирование зданий или Building Information Modeling (BIM-системы) весьма успешно применяются в архитектурном проектировании и возведении зданий. Такие системы дают возможность анализа планирования хода строительства объекта, применения дизайнерских решений и непосредственного контроля в ходе процесса. Дополнительные преимущества BIM выражаются в следующем:
• уменьшении запросов, связанных с корректировкой проекта;
• своевременном обнаружении недочётов или критических ошибок, на различных этапах его реализации;
• предоставлении прозрачных данных, которые могут использоваться в ходе закупок и торгов.
В целом, благодаря информационному моделированию, процесс проектирования объектов из бетона становится более быстрым и надёжным. А внедрение искусственного интеллекта в процесс бетонных работ, выражается в активном использовании онлайн-датчиков, GPS-трекеров на различных видах оборудования, лазерном сканировании. Такие приспособления позволяют решить важные задачи:
• осуществлять профилактическое обслуживание;
• улучшать производственные циклы;
• автоматически корректировать влажность и температуру, обеспечивая бетону необходимые эксплуатационные, технические характеристики.
Искусственный интеллект не только помогает изменить в лучшую сторону процедуру производства, отдельные свойства бетона, правильность геометрии, соответствие расчётным характеристикам, но и применяется в ходе его укладки. Процесс не только автоматизируется, освобождая рабочую силу и время, но и легко контролируется благодаря предоставлению доступа к необходимым данным.
Новым трендом является применение дронов в строительных работах. На стройплощадках они используются с целью обследования и проверки строительного процесса с большой высоты. Также подобные аппараты позволяют, посредством цифровых технологии, оптимизировать макеты будущих объектов, которые, сохраняясь на серверах в центрах обработки данных, могут использоваться при проектировании новых зданий или в ходе последующей эксплуатации построенного здания.
Есть успешный опыт задействования дронов при распылении цементно-бетонного состава на специальную ткань. Целью такой процедуры было создание облегчённой конструкции. В ходе достижения данной цели, использование беспилотных летательных аппаратов, позволило отказаться от дорогого оборудования, что в разы ускорило процесс. На то, чтобы создать прототипы, понадобилось всего 5 дней.
Ultra-High Performance Concrete (UHPC) или бетон ультравысоких технологий - ещё одна инновация. Созданный с помощью этой технологии материал отличается следующими характеристиками:
• повышенной прочностью на сжатие;
• долгим периодом эксплуатации;
• высокой устойчивостью к отрицательной температуре;
• более высокой сопротивляемостью.
Достижение подобных свойств связано с наличием в бетоне специальных добавок из тончайших волокон полиэстера, нержавеющей стали и других конструкционных материалов. За счёт применения UHPC удаётся упростить технику возведения зданий, а также значительно ускорить процесс.
Ещё одной новинкой является графенобетон – строительный материал, полученный путём добавления графена, который представляет собой модификацию углерода, в которой имеется монослой углеродных атомов толщиной 1 мкм.
Добавление графена в традиционный бетон позволяет сделать его на 30% прочнее, уменьшить выброс углекислого газа, имеющий место в процессе карбонизации материала. Расходуется графенобетон экономичнее, поэтому затраты на возведение объекта сокращаются на 10-15%.
У обычного бетона есть недостаток, выражающийся в появлении трещин. По мере попадания в них влаги и под действием внешних погодных факторов, в материале начинают развиваться коррозийные процессы в совокупности с эффектом выкрашивания/вымывания. Возникает необходимость в проведении дорогостоящего ремонта. Устранить данный недостаток позволяет самовосстанавливающийся бетон.
От обычного привычного материала его отличает присутствие в составе бактерий, вырабатывающих известняк. Именно известняк, вступивший в контакт с водой и воздухом, заполняет имеющиеся трещины и щели, не давая материалу разрушаться дальше. Производство самовосстанавливающегося бетона возможно двумя методами:
Первый - добавление в бетонную смесь кальция и спор бактерий. После соединения бактерий с водой начинается их прорастание на лактате кальция. Получается материал, склонный к самовосстановлению.
Второй метод — смешивание молочнокислого кальция и бактерий, находящихся в гранулах из глины, с компонентами бетона. В случае растрескивания материала запускаются следующие процессы:
1. Гранулы разрушаются.
2. Питающиеся лактатом кальция бактерии, прорастают.
3. Синтезируется известняк, заполняющий трещины.
Для производства бетона, способного самовосстанавливаться, применяется лишь 6% глиняных гранул.
Люминофорный или светящийся бетон является современным материалом, способным в дневное время аккумулировать дневной свет, а в ночное время — светиться, отдавая этот свет. Длительность свечения составляет порядка 6-12 часов.
Эффект свечения обеспечивается за счёт наличия в бетонной смеси люминофорного пигмента. Чем больше его количество, тем интенсивнее будет свечение. Оттенки свечения могут быть голубыми, оранжевыми, зелёными, красными. Всё зависит от того, какой именно пигмент добавлен в состав.
Такой материал отлично подходит для внешней отделки фасадов, фонарных опор, клумб, дорожек, тротуаров, скульптур. Во внутренней отделке элементы архитектурного бетона с люминофором хорошо смотрятся в каминах, столешницах, на стенах и потолках. Применение люмобетона в качестве основного стройматериала нецелесообразно из-за его недостаточной механической прочности.
Из-за высокой стоимости он пока применяется преимущественно для декора и отделки. Из него производят перегородки, делают декоративные вставки в стенах. В перспективе он может использоваться при создании козырьков, крыш, различных проёмов.
В традиционном виде бетонные поверхности имеют неприглядный серый оттенок. С целью изменения его внешнего вида был придуман светопрозрачный бетон. Его особенность заключается в способности частично пропускать искусственный или естественный свет. При направленном освещении, либо при наличии подсветки, такой элемент становится ограниченно прозрачным.
Данное свойство достигается за счёт того, что в бетонную смесь добавляется оптическое волокно, диаметр которого варьируется от 2 микрометров до 5 миллиметров. Максимальная процентная доля такого волокна в составе не более 5%. В сравнении с классическим стройматериалом, его светопрозрачная версия более лёгкая и прочная.
