Многие современные дома с «тёплыми» фасадами со временем начинают покрываться тонкими трещинами. Сначала они почти незаметны, но потом в них попадает вода, зимой она замерзает — и бетон постепенно начинает разрушаться изнутри. Учёные из Перми нашли способ замедлить этот процесс. Разработку представили специалисты Пермского политеха.
Проблема связана с лёгким пористым бетоном, который часто используют при строительстве энергоэффективных домов. Чтобы материал лучше сохранял тепло, в него добавляют гранулы пеностекла из переработанного битого стекла — бутылок и оконных стёкол. Стекло измельчают, нагревают, внутри появляются пузырьки, и материал становится лёгким и пористым, почти как пемза. Такой бетон хорошо удерживает тепло, не горит и не гниёт.
Однако со временем влага проникает в стены, щёлочи из цемента начинают реагировать с кремнием в пеностекле. Внутри образуется гель, который впитывает воду, разбухает и начинает давить на бетон изнутри. Из-за этого на фасадах могут образовываться тонкие паутинообразные трещины. Особенно быстро процесс идёт в холодном и влажном климате. По словам исследователей, без дополнительной защиты такие блоки могут начать разрушаться уже через 10–15 лет после строительства.
Существующие способы защиты такого бетона либо обходятся дорого, либо не дают полной гарантии. Учёные из Пермского политеха предложили новый подход — использовать метакаолин, специальный тонкий порошок на основе алюмосиликатной глины. В отличие от обычных добавок вроде талька или графита, он не только предотвращает слипание гранул при производстве, но и помогает блокировать разрушительную химическую реакцию внутри бетона.
Чтобы проверить эффективность, исследователи изготовили три варианта гранул: обычные, с диоксидом кремния и с метакаолином. Затем из них сделали бетон и сравнили результаты. Как рассказал декан строительного факультета ПНИПУ Виталий Шаманов, бетон с диоксидом кремния почти не отличался от стандартного, а вот материал с метакаолином оказался значительно прочнее — 3,3 МПа против 2,6 МПа, то есть примерно на 27% выше.
Кроме того, бетон стал меньше впитывать воду: показатель снизился с 13,7% до 11,9%. Чем меньше влаги попадает внутрь материала, тем ниже риск появления трещин и разрушения. Учёные объясняют, что метакаолин работает как своеобразная «ловушка» для щёлочей: он связывает натрий и калий из цемента и не даёт им вступать в реакцию со стеклом. При этом пеностекло сохранило лёгкость и теплоизоляционные свойства.
Для строительных компаний это означает возможность выпускать более качественные блоки и панели без серьёзного роста себестоимости. А для жителей — дома, которые будут дольше оставаться без трещин и разрушений.
