Основной строительный материал современности, бетон, далек от совершенства и имеет целый ряд недостатков. Одним из основных недостатков бетона является его недолговечность, которая вызывается карбонизация. Имеющий пористую структуру строительный материал отлично впитывает влагу, кислород и углекислый газ из атмосферного воздуха. Это способствует окислению материала, в результате которого внутренняя металлическая арматура, придающая бетону сопротивление к растяжению, разрушается.
При гидратации цемента известь поступает в бетон, в котором она создает щелочную среду с высоким индексом pH. Противодействующий процесс карбонизации нейтрализует известь, связывая ее в карбонат кальция, в результате чего уровень щелочности в материале снижается, а коррозия стальной арматуры происходит более интенсивно.
Одним из самых простых методов борьбы с этими проблемами является качественная гидроизоляция поверхностей, которая хоть и эффективна, но требует вложения значительных финансовых средств.
Группа исследователей из Каталонского политехнического университета, который расположен в Испании, под руководством Antonio Aguado (Антонио Агуадо) решили использовать альтернативный подход – игнорировать поступление в поры бетона воды и прочих соединений. По крайней мере, во внешних его слоях. Для реализации этого подхода было решено использовать не классический бетон на основе портландцемента, а специальный магнезиально-фосфатный цемент, который ранее с успехом применялся при протезировании и лечении зубов. На основе этого материала были созданы многослойные вертикальные панели из бетона, которые предназначены для использования в строительстве.
Такой бетон, в отличие от традиционно используемого, не создает препятствий для жизни мхов и других растительных культур на нем, благодаря низкому уровню содержания щелочей. Бетонная панель нового типа является не только основным конструкционным материалом, но также и финальной фасадной отделкой здания. Кроме несущего слоя, плита имеет еще три: влагозащищенный, пористый и внешний. Пористый слой обеспечивает благоприятные условия для поддержания жизнедеятельноcnb растительных организмов. При этом биологический слой бетона не разрушается при контакте с растительными организмами небольшого размера. Также на поверхность бетонной плиты наносится окончательный прерывистый гидрофильный слой, который обеспечивает транспорт влаги к внутреннему пористому слою. Благодаря такому сочетанию несущий слой бетонной плиты защищен от воздействия влаги, а наружный биологически благоприятен для растений.
Разработанные панели могут применяться для создания стеновых поверхностей, не склонных к нагреву при нахождении на солнце. Они также способны эффективно накапливать влагу и регулировать микроклимат на небольшом расстоянии от сооружений. Примечательно, что применять их можно не только при непосредственном строительстве сооружений, но и для модернизации существующих сооружений с практическими целями. Особенно полезны такие панели будут в странах с жарким климатом, где кондиционирование помещений в летнее время года является значительной частью расходов на эксплуатацию здания. Кроме того, крупные растения попросту не смогут колонизировать бетонную поверхность, так как их рост будет эффективно подавляться целевыми культурами, произрастающими в очень влажной среде.
Исследователи отмечают, что, несмотря на производство выбросов парниковых газов при производстве и эксплуатации бетона нового типа (равно как и при производстве классического бетона), новая концепция позволит извлечь из атмосферы гораздо большее количество углекислоты. В масштабах массовой застройки это обстоятельство может сыграть не последнюю роль в борьбе с парниковыми газами.
В настоящее время технология патентуется разработчиками и проходит фазу длительных практических испытаний. Примечательно, что разработкой уже заинтересовалась местная компания ESCOFET 1886 S.A., которая рассматривает возможности коммерциализации бетона нового типа.