Первое в Германии здание из углеродно-армированного бетона строится в TU Dresden

Технический университет Дрезден в Германии объявил о начале строительства демонстрационного дома C³ CUBE, известного как Carbonhaus. TU Dresden заявляет, что 220-кв.м двухэтажное здание будет первым в мире зданием, полностью сделанным из углеродно-армированного бетона.

Проект за €5 млн, финансируемый Федеральным министерством образования и исследований Германии, стартовал в 2017 году и завершится весной 2021 года в университетском здании с классами, лабораториями и презентационными пространствами. Фундамент залит в марте 2020, дальнейшее строительство возобновилось после задержки из-за коронавируса.

Дизайн, уточненный мюнхенским архитектурным бюро HENN, демонстрирует легкость и формообразуемость углеродно-армированного бетона через элемент «twist» (скрутка) и, как сообщал Джон Колфилд в Building Design + Construction, 24-метровую бесшовную бетонную стену.

Элемент «twist» сформирован из двух оболочечных элементов, служащих стеной и крышей. Другой основной элемент — разделенный на уровни префабрицированный бокс. Углеродно-армированный бетон используется для обеих секций. По завершении здание будет ~40 м длиной, 7,2 м шириной и 6,9 м максимальной высотой.

Проект C³ — Carbon Concrete Composite

Текущий крупнейший исследовательский проект в немецкой строительной индустрии. Композитный материал углеродный бетон исследовался, развивался и все больше применялся на практике (с 2006 года) консорциумом 150+ партнеров и 300+ индивидуальных проектов.

Самый используемый в мире материал после воды — бетон — всегда вел к высокому потреблению сырья. Производство цемента отвечает за 6,5% общих выбросов CO2, около в 3 раза больше, чем глобальная авиация.

€12 млн на 4 года для 26 исследователей. Они будут не только заменять стальную арматуру, но и развивать новые дизайн-стратегии, адаптированные к свойствам углеродно-армированного бетона.

Проект возглавляет давно исследователь TU Dresden по углеродному и текстильно-армированному бетону д-р Манфред Курбах, بعنوان «Строительство для будущего: CRC/TR 280 Стратегии дизайна для структур из углеродного бетона с минимальным материалом — Фундаменты для нового способа строительства».

Партнеры: RWTH Аахенский университет (Аахен, Германия) и Лейбницевский институт полимерных исследований (IPF, Дрезден). Выдержка из синопсиса проекта:

«Новые материалы позволяют новые дизайны и методы строительства. Звучит просто, но путь часто долог. В архитектурной инженерии инновационные процессы длятся особенно долго из-за высоких требований к безопасности и долговечности, а также сложных процедур стандартизации и утверждения. Это верно еще больше для высокопрочных комбинаций материалов как текстильно-армированный бетон и углеродный бетон, которые принесут смену парадигмы, если не революцию в строительстве бетоном — важнейшем строительном материале по объему.

Использование углеродного бетона может значительно снизить и огромное потребление ресурсов, и выбросы CO2 строительной отрасли, одновременно давая доступ к дополнительным функциям. Однако первые проекты показали, что несмотря на новые возможности... обычные материалы просто заменяются. Полный потенциал инновационного углеродно-бетонного композита будет реализован только в будущем, если он будет сочетан с интеллектуальными дизайн-стратегиями.

Глубокое фундаментальное исследование и холстический подход — предпосылки для нахождения подходящих методов проектирования, моделирования и проецирования с новыми строительными материалами. Для углеродно-бетонного композита это подразумевает принципы легкого строительства, адаптированные к материалу. Развитие новых структур тесно связано с вопросами производимости, с учетом сопутствующей оценки устойчивости продукта и адекватного уточнения самого композита.

Строительные стратегии, доказавшие эффективность, позволят принципиально другие формы. Новые дизайн-стратегии и материаловые комбинации снизят потребление ресурсов и энергии за счет ранее неизвестных принципов легкого строительства, одновременно предлагая высокую пригодность, структурную безопасность и долговечность. Дополнительно, эти новые стратегии и композиты отражаются в амбициозной эстетике, которая может развиться в новое "искусство строительства".»

Углеродное волокно для бетонной арматуры в больших объемах

Новость «Арматура бетона из углерода в больших объемах» опубликована в январе 2020 Breton, затем в марте в BFT International — признанном профильном журнале для производителей бетона и ж/б изделий. Hitexbau (Аугсбург, Германия) разработала высокоавтоматизированную линию производства углеродных арматур, позволяющую большие размеры и объемы. Сеточные сетки доступны в рулонах или листах и, как заявляется, позволяют использовать бетон с крупным зерном до 16 мм.

В комбинации со специальными покрытиями текстильных арматурных структур и разными бетонными формулировками Hitexbau заявляет, что эти арматуры позволяют бетон с пиковой сжимательной прочностью 3300 Н/м².

С 2015 года Hitexbau тесно сотрудничает с TU Dresden и RWTH Аахеном по разработке текстильных углеродных арматур для стройиндустрии. Помимо поставок арматур, предлагает разработку продуктов и лабораторные тесты.

Примечание редактора: Altus Group (Гринвилл, ЮК, США) — альянс производителей ж/б, привносящий инновационные технологии на строительный рынок. На 2017 год участники завершили более 1400 проектов с CFRP-усиленной технологией CarbonCast, суммарно 40 млн кв. футов (3,7 млн кв. м). Читайте о технологии CarbonCast, разработанной с Chomarat North America (Уильямстон, ЮК, США) с их продуктом C-GRID в статье 2017: «Higher performance in precast concrete with CFRP».