Фотокаталитический бетон. Фотокаталитический бетон


современный взгляд на старые вещи

Цветочные горшки из обычного и фотокаталитического бетона

Цветочные горшки из обычного и фотокаталитического бетона

Если верить Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха в городах по всему миру ежегодно приводит к преждевременной смерти около 2 миллионов человек. Выбросы автомобилей и химические отходы многих производств создают едкий и вредный воздух. Особенно в условиях современного города, где в часы пик просто не продохнуть: грязь, пыль, смог, и так мало свежего воздуха.

Для решения этой проблемы были привлечены авторитетные архитекторы и ученые из компании «Аndervision» и корпорации TioCem, которые все-таки нашли выход из сложившейся ситуации. Их детищем стал фотокаталитический бетон. Хотя это изобретение не новое, больше всего в нем привлекают свойства, которые открылись благодаря группе польских разработчиков.

Содержание статьи

Фотокаталитический бетон – что это?

Фотокаталитический бетон в ландшафтном дизайне

Фотокаталитический бетон в ландшафтном дизайне

Фотокаталитический бетон: что-то новое и совершенно не известное простым строителям, нашим соотечественникам. Хотя такой термин внедрился в профессиональную сферу уже более 5 лет назад.

Так что же это за зверь с таким сложным и непонятным именем:

  • Так бетон назвали в честь химического процесса − фотокатализа, который происходит в его структуре под действием света. А именно, как только солнечные лучи попадают на поверхность подобного бетона, происходит химическая реакция, которая расщепляет любые загрязнения – пыль, грязь, плесень, бактерии и прочее.
  • Кроме этого, подобный бетон способен перерабатывать микрочастицы углекислых и выхлопных газов, очищая воздух от загрязнения вокруг себя. Это свойство пока еще мало изучено, но разработчики обещают, что в скором времени, усовершенствуют его, вводя в бетон дополнительные катализаторы.
Cubeast. Маленький очиститель воздуха, созданный из фотокаталитического бетона

Cubeast. Маленький очиститель воздуха, созданный из фотокаталитического бетона

  • Но это еще не все чудные свойства такого фотокаталитического бетона. Его отличает также особенность самоомывания. Такая характеристика материала доступна благодаря изменению угла смачиваемости под действием естественного солнечного света.

На заметку: Угол смачиваемости, в свою очередь, представляет собой угол между каплей жидкости и твердым основанием, на котором она находится. У фотокаталического бетона он равен от 80% до 0. Такие характеристики позволяют периодически собираться влаге на поверхности и соскальзывать с нее, одновременно отчищая от имеющихся загрязнений.

  • Разработчики из компании «Аndervision» утверждают, что в солнечную погоду подобные процессы происходят на все 90%, когда в пасмурные дни всего на 70%. Но они неизменны, и происходят ежедневно без сбоев и «выходных».
Самоомывающийся бетон

Самоомывающийся бетон

Пусть этот процесс протекает на микро-уровне, но именно он позволяет сохранять белоснежную чистоту фотокаталитического бетона. Если посмотреть на него в солнечный день, то можно увидеть и то, что белая поверхность отражает лучи, заливая светом все вокруг.

Все гениальное – просто

Формула диоксида титана

Формула диоксида титана

Функция очищения воздуха и самоомовения бетона кажется фантастикой, и думается, является мечтой любой домохозяйки. Ученые и архитекторы добились проявления таких свойств благодаря введения в рабочий состав диоксида титана параллельно с дополнительными катализаторами, которые не только стабилизируют его, но и активизируют дополнительные фотокаталитические процессы.

А сам диоксид титана дозируется в нанодисперсном виде. Именно такая гранулировка делает подобный химический элемент отличным полупроводником для солнечных лучей, которые в свою очередь запускают цепочку химических реакций и окислений, образовывая гидроксильные свободные радикалы. Они-то и расщепляют газы и загрязнения, отчищая воздух вокруг себя.

Порошок диоксида титана

Порошок диоксида титана

Подобный химический элемент нельзя отнести к инновациям в строительном мире — так же, как и его сочетание с бетоном. Кто работал с производственными пигментами, тот знает, что для получения белого искусственного камня, в качестве красителя используют именно диоксид титана, который просто выбеливает серую структуру. Кроме этого, он составляет основу белого цемента, который чаще всего используется для создания декоративных элементов из бетона чистого и глубокого цвета.

Подсвечники, изготовленные из бетона на белом цементе

Подсвечники, изготовленные из бетона на белом цементе

TiO2 известен также не только в строительной сфере, как пигмент. Его применяют при проектировании солнечных батарей, имплантатов, фильтров для очистки воздуха и воды, в косметологии — и конечно же, при создании самоочищающихся поверхностей.

Польским ученым осталось лишь преобразовать диоксид титана в более выгодную форму для дозирования в бетон, и найти тот «идеальный рецепт», чтобы потрясти строительный мир очередной инновацией.

Тандем современной архитектуры и инноваций

Фотокаталитический бетон настолько полюбился архитекторам и проектировщикам, что его без опаски применяют при возведении зданий и сооружений. Его чудесные свойства, белоснежная, не марающаяся поверхность и превосходная пластичность, позволяют делать из бетона самые невообразимые формы.

Так, известный архитектор мирового масштаба Ричард Майер, еще в начале нулевых построил в Риме шикарную церковь, названную «Щедрость в милосердии». Она стала ярким примером интересного сочетания фотокаталитического белоснежного бетона и стекла. В солнечный день это строение сияет в лучах, озаряя всю площадь вокруг.

И еще один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане. Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners.

Своим проектом они выразили главную идею такого строительного материала – лицевые панели выполнены в виде деревьев, скрывающих основное здание от людских глаз. Этим они хотели показать, что и рукотворное творение может стать «легкими» нашей голубой, но загазованной планеты.

Вид здания из фотокаталитического бетона внутри

Вид здания из фотокаталитического бетона внутри

Часть бетонного фасада

Часть бетонного фасада

Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году. Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал – фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области.

Как видите, чудеса живут рядом с нами. Просто нужно немного больше времени и знаний, чтобы постичь и открыть настоящую истину их сущности.

beton-house.com

Фотокаталитический бетон — Википедия

Фотокаталитические бетоны так назвали в честь химического процесса — фотокатализа, который протекает в структуре бетона под действием света. А именно разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д. Фотокаталитические бетоны являются перспективным направлением в строительстве, благодаря возможности эффективного решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и самоочистки фасадов зданий. Технология изготовления таких бетонов не отличается от обычных бетонов и не требует дополнительного оборудования. Фотокаталитические бетоны могут оказаться выгодным экономическими решением по улучшению качества жизни в городах и поддержанию здоровья населения. Помимо загрязнения воздуха в больших городах существуют проблемы загрязнения фасадов зданий. Фотокаталитические бетоны могут обеспечить не только снижение концентрации загрязняющих веществ в воздухе, но также способствовать самоочищению поверхностей, на которых они применены. Эти строительные материалы уже несколько лет используются при строительстве в Японии, Бельгии, Италии, Франции, США.

Технология фотокаталитического бетона впервые была применена в архитектуре при строительстве Церкви Дио Падре Мизерикордиозо в Италии. Постройка Ричарда Майера, называемая также «Церковью Юбилея», была приурочена к празднованию 2000-летия христианства, которое отмечалось в 2000 году. Главным спонсором строительства выступила итальянская фирма-производитель строительных материалов Italcementi Group. Для того, чтобы белоснежные бетонные «паруса» новой церкви не требовали частых чисток, специалисты этой компании использовали свою новую разработку — белое самоочищающееся покрытие для стен. Но в тот момент они не знали, что из-за содержания диоксида титана, белого пигмента, этот краситель-штукатурка поглощает выхлопные газы и другие составляющие городского смога.

Это открытие поставило вопрос о широком применении подобных материалов в городском строительстве. По данным исследований, воздух на расстоянии 2,5 м от фасада, покрытого краской с диоксидом титана, содержит различных продуктов горения на 70 % меньше, чем в среднем по городу. То есть, пешеходы вдыхают меньше вредных веществ, когда проходят мимо зданий, обработанных таким образом.

Также рассматриваются варианты использования фотокаталитического цемента для покрытия асфальтовых дорог. В качестве эксперимента он был использован на 300-метровом участке шоссе близ Милана. Замеры показали, что при средней загруженности этой дороги 1000 машин в час уменьшение содержания в воздухе оксидов азота на уровне земли составило 60 %.

Некоторые специалисты скептически отнеслись к открытию сотрудников Italcementi: по их мнению, необходимо снижать уровень выбросов вредных веществ, а не уничтожать их результат — смог. К тому же, практически все катализаторы имеют свойство со временем терять эффективность. Пока же ученые решают эту проблему, нам остается любоваться на белоснежные стены Церкви Дио Падре Мизерикордиозо, сверкающие по сравнению со швами между бетонными плитами, которые не были покрыты титановым грунтом.

И ещё один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners. Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году. Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал — фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области.

Диоксид титана. Изображение под микроскопом.

Бетон фотокаталитический изготавливается по технологии, согласно которой в рецептуру бетона добавляют наночастицы катализатора — диоксида титана (TiO2). Это вещество ускоряет химическую реакцию фотокатализа, которая происходит под действием попадающего на поверхность бетона солнечного света. В результате происходит «самоочищение» поверхности бетона.

Исследования показывают, что фотокаталитические бетоны обладают фотокаталитической активностью и могут очищать воздух, например, от окислов азота или летучих органических соединений. Добавление диоксида титана в цемент улучшает механические свойства получаемых бетонов. Несмотря на это преимущества, некоторые недостатки, к сожалению, все ещё существуют:

  • Иногда побочные продукты, образующиеся при фотокаталитическом разложении загрязнений, более токсичны, чем первичные. Это можно устранить путем сильной адсорбции побочных продуктов на поверхности фотокатализаторов до их общей минерализации;
  • Некоторые фотокаталитические цементы активируются только при облучении ультрафиолетовом светом. Также существует фотокатализаторы, например, диоксид титана, допированный атомами углерода, азота или серы, которые активны при облучении видимым светом;
  • Увеличение массы фотокатализатора в цементе увеличивает его фотокаталитическую активность, но, когда добавление превышает 5 % от общей массы, механические свойства модифицированного цемента ухудшаются.
  • Цены на коммерческие фотокаталитические цементы и составы по-прежнему выше цен простого цемента.

Однако преимущества фотокаталитических бетонов, такие как, очистка атмосферного воздуха от загрязнений, повышенные механические свойства и свойства самоочищения, делают эти бетоны строительным материалом ближайшего будущего. Фотокаталитическая активность бетонов на основе диоксида титана при регулярной чистке активной поверхности сохраняется спустя много лет после начала применения. На основе анализа методов определения эффективности фотокаталитических бетонов выявлены наилучшие условия для их применения, а также сделаны выводы об использовании стандартных методов испытаний для фотокаталитических бетонов.

Факты использования фотокаталитических бетонов в реальных городских условиях на территории Российской Федерации не известны. Известны лишь лабораторные эксперименты по применению фотокаталитических бетонов при проведении натурных исследований по определению их эффективности. В связи с перспективами использования и развитием фотокаталитических бетонов в 2016 году вышел нормативный документ ГОСТ Р 57255—2016 «Бетоны фотокаталитически активные самоочищающиеся. Технические условия»[1], который разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А. А. Гвоздева — структурным подразделением АО НИЦ «Строительство». Методы испытаний по ГОСТ Р 57255—2016 не касаются определения эффективности использования фотокаталитических бетонов в реальной городской среде.

  1. Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В., Строительные материалы, учебник для студентов ВПО, обучающихся по направлению 270800 «Строительство», 2013
  2. Фрайнт М. А. Разработка фотокаталитического бетона для очистки атмосферного воздуха и обоснование экологической безопасности строительных конструкций на его основе: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2016. 106 с.
  3. Слесарев М. Ю., Попов К. В. Исследование эффективности применения фотокаталитических бетонов в городском строительстве: Национальный исследовательский московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 2017
  1. Фотокаталитический бетон. Современный взгляд на старые вещи.
  2. ТiO2 — Titanium Dioxide | Двуокись титана (диоксид титана) | Свойства, область применения, производители диоксида титана

ru.bywiki.com

Фотокаталитический бетон Википедия

Фотокаталитические бетоны так назвали в честь химического процесса — фотокатализа, который протекает в структуре бетона под действием света. А именно разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д. Фотокаталитические бетоны являются перспективным направлением в строительстве, благодаря возможности эффективного решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и самоочистки фасадов зданий. Технология изготовления таких бетонов не отличается от обычных бетонов и не требует дополнительного оборудования. Фотокаталитические бетоны могут оказаться выгодным экономическими решением по улучшению качества жизни в городах и поддержанию здоровья населения. Помимо загрязнения воздуха в больших городах существуют проблемы загрязнения фасадов зданий. Фотокаталитические бетоны могут обеспечить не только снижение концентрации загрязняющих веществ в воздухе, но также способствовать самоочищению поверхностей, на которых они применены. Эти строительные материалы уже несколько лет используются при строительстве в Японии, Бельгии, Италии, Франции, США.

История

Технология фотокаталитического бетона впервые была применена в архитектуре при строительстве Церкви Дио Падре Мизерикордиозо в Италии. Постройка Ричарда Майера, называемая также «Церковью Юбилея», была приурочена к празднованию 2000-летия христианства, которое отмечалось в 2000 году. Главным спонсором строительства выступила итальянская фирма-производитель строительных материалов Italcementi Group. Для того, чтобы белоснежные бетонные «паруса» новой церкви не требовали частых чисток, специалисты этой компании использовали свою новую разработку — белое самоочищающееся покрытие для стен. Но в тот момент они не знали, что из-за содержания диоксида титана, белого пигмента, этот краситель-штукатурка поглощает выхлопные газы и другие составляющие городского смога.

Это открытие поставило вопрос о широком применении подобных материалов в городском строительстве. По данным исследований, воздух на расстоянии 2,5 м от фасада, покрытого краской с диоксидом титана, содержит различных продуктов горения на 70 % меньше, чем в среднем по городу. То есть, пешеходы вдыхают меньше вредных веществ, когда проходят мимо зданий, обработанных таким образом.

Также рассматриваются варианты использования фотокаталитического цемента для покрытия асфальтовых дорог. В качестве эксперимента он был использован на 300-метровом участке шоссе близ Милана. Замеры показали, что при средней загруженности этой дороги 1000 машин в час уменьшение содержания в воздухе оксидов азота на уровне земли составило 60 %.

Некоторые специалисты скептически отнеслись к открытию сотрудников Italcementi: по их мнению, необходимо снижать уровень выбросов вредных веществ, а не уничтожать их результат — смог. К тому же, практически все катализаторы имеют свойство со временем терять эффективность. Пока же ученые решают эту проблему, нам остается любоваться на белоснежные стены Церкви Дио Падре Мизерикордиозо, сверкающие по сравнению со швами между бетонными плитами, которые не были покрыты титановым грунтом.

И ещё один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners. Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году. Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал — фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области.

Особенности материала

Диоксид титана. Изображение под микроскопом.

Бетон фотокаталитический изготавливается по технологии, согласно которой в рецептуру бетона добавляют наночастицы катализатора — диоксида титана (TiO2). Это вещество ускоряет химическую реакцию фотокатализа, которая происходит под действием попадающего на поверхность бетона солнечного света. В результате происходит «самоочищение» поверхности бетона.

Исследования показывают, что фотокаталитические бетоны обладают фотокаталитической активностью и могут очищать воздух, например, от окислов азота или летучих органических соединений. Добавление диоксида титана в цемент улучшает механические свойства получаемых бетонов. Несмотря на это преимущества, некоторые недостатки, к сожалению, все ещё существуют:

  • Иногда побочные продукты, образующиеся при фотокаталитическом разложении загрязнений, более токсичны, чем первичные. Это можно устранить путем сильной адсорбции побочных продуктов на поверхности фотокатализаторов до их общей минерализации;
  • Некоторые фотокаталитические цементы активируются только при облучении ультрафиолетовом светом. Также существует фотокатализаторы, например, диоксид титана, допированный атомами углерода, азота или серы, которые активны при облучении видимым светом;
  • Увеличение массы фотокатализатора в цементе увеличивает его фотокаталитическую активность, но, когда добавление превышает 5 % от общей массы, механические свойства модифицированного цемента ухудшаются.
  • Цены на коммерческие фотокаталитические цементы и составы по-прежнему выше цен простого цемента.

Однако преимущества фотокаталитических бетонов, такие как, очистка атмосферного воздуха от загрязнений, повышенные механические свойства и свойства самоочищения, делают эти бетоны строительным материалом ближайшего будущего. Фотокаталитическая активность бетонов на основе диоксида титана при регулярной чистке активной поверхности сохраняется спустя много лет после начала применения. На основе анализа методов определения эффективности фотокаталитических бетонов выявлены наилучшие условия для их применения, а также сделаны выводы об использовании стандартных методов испытаний для фотокаталитических бетонов.

Применение в России

Факты использования фотокаталитических бетонов в реальных городских условиях на территории Российской Федерации не известны. Известны лишь лабораторные эксперименты по применению фотокаталитических бетонов при проведении натурных исследований по определению их эффективности. В связи с перспективами использования и развитием фотокаталитических бетонов в 2016 году вышел нормативный документ ГОСТ Р 57255—2016 «Бетоны фотокаталитически активные самоочищающиеся. Технические условия»[1], который разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А. А. Гвоздева — структурным подразделением АО НИЦ «Строительство». Методы испытаний по ГОСТ Р 57255—2016 не касаются определения эффективности использования фотокаталитических бетонов в реальной городской среде.

Примечания

Литература

  1. Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В., Строительные материалы, учебник для студентов ВПО, обучающихся по направлению 270800 «Строительство», 2013
  2. Фрайнт М. А. Разработка фотокаталитического бетона для очистки атмосферного воздуха и обоснование экологической безопасности строительных конструкций на его основе: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2016. 106 с.
  3. Слесарев М. Ю., Попов К. В. Исследование эффективности применения фотокаталитических бетонов в городском строительстве: Национальный исследовательский московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 2017

Ссылки

  1. Фотокаталитический бетон. Современный взгляд на старые вещи.
  2. ТiO2 — Titanium Dioxide | Двуокись титана (диоксид титана) | Свойства, область применения, производители диоксида титана

wikiredia.ru

Фотокаталитический бетон — Википедия

Фотокаталитические бетоны так назвали в честь химического процесса — фотокатализа, который протекает в структуре бетона под действием света. А именно разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д. Фотокаталитические бетоны являются перспективным направлением в строительстве, благодаря возможности эффективного решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и самоочистки фасадов зданий. Технология изготовления таких бетонов не отличается от обычных бетонов и не требует дополнительного оборудования. Фотокаталитические бетоны могут оказаться выгодным экономическими решением по улучшению качества жизни в городах и поддержанию здоровья населения. Помимо загрязнения воздуха в больших городах существуют проблемы загрязнения фасадов зданий. Фотокаталитические бетоны могут обеспечить не только снижение концентрации загрязняющих веществ в воздухе, но также способствовать самоочищению поверхностей, на которых они применены. Эти строительные материалы уже несколько лет используются при строительстве в Японии, Бельгии, Италии, Франции, США.

Содержание

Технология фотокаталитического бетона впервые была применена в архитектуре при строительстве Церкви Дио Падре Мизерикордиозо в Италии. Постройка Ричарда Майера, называемая также «Церковью Юбилея», была приурочена к празднованию 2000-летия христианства, которое отмечалось в 2000 году. Главным спонсором строительства выступила итальянская фирма-производитель строительных материалов Italcementi Group. Для того, чтобы белоснежные бетонные «паруса» новой церкви не требовали частых чисток, специалисты этой компании использовали свою новую разработку — белое самоочищающееся покрытие для стен. Но в тот момент они не знали, что из-за содержания диоксида титана, белого пигмента, этот краситель-штукатурка поглощает выхлопные газы и другие составляющие городского смога.

Это открытие поставило вопрос о широком применении подобных материалов в городском строительстве. По данным исследований, воздух на расстоянии 2,5 м от фасада, покрытого краской с диоксидом титана, содержит различных продуктов горения на 70 % меньше, чем в среднем по городу. То есть, пешеходы вдыхают меньше вредных веществ, когда проходят мимо зданий, обработанных таким образом.

Также рассматриваются варианты использования фотокаталитического цемента для покрытия асфальтовых дорог. В качестве эксперимента он был использован на 300-метровом участке шоссе близ Милана. Замеры показали, что при средней загруженности этой дороги 1000 машин в час уменьшение содержания в воздухе оксидов азота на уровне земли составило 60 %.

Некоторые специалисты скептически отнеслись к открытию сотрудников Italcementi: по их мнению, необходимо снижать уровень выбросов вредных веществ, а не уничтожать их результат — смог. К тому же, практически все катализаторы имеют свойство со временем терять эффективность. Пока же ученые решают эту проблему, нам остается любоваться на белоснежные стены Церкви Дио Падре Мизерикордиозо, сверкающие по сравнению со швами между бетонными плитами, которые не были покрыты титановым грунтом.

И ещё один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners. Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году. Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал — фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области.

  Диоксид титана. Изображение под микроскопом.

Бетон фотокаталитический изготавливается по технологии, согласно которой в рецептуру бетона добавляют наночастицы катализатора — диоксида титана (TiO2). Это вещество ускоряет химическую реакцию фотокатализа, которая происходит под действием попадающего на поверхность бетона солнечного света. В результате происходит «самоочищение» поверхности бетона.

Исследования показывают, что фотокаталитические бетоны обладают фотокаталитической активностью и могут очищать воздух, например, от окислов азота или летучих органических соединений. Добавление диоксида титана в цемент улучшает механические свойства получаемых бетонов. Несмотря на это преимущества, некоторые недостатки, к сожалению, все ещё существуют:

  • Иногда побочные продукты, образующиеся при фотокаталитическом разложении загрязнений, более токсичны, чем первичные. Это можно устранить путем сильной адсорбции побочных продуктов на поверхности фотокатализаторов до их общей минерализации;
  • Некоторые фотокаталитические цементы активируются только при облучении ультрафиолетовом светом. Также существует фотокатализаторы, например, диоксид титана, допированный атомами углерода, азота или серы, которые активны при облучении видимым светом;
  • Увеличение массы фотокатализатора в цементе увеличивает его фотокаталитическую активность, но, когда добавление превышает 5 % от общей массы, механические свойства модифицированного цемента ухудшаются.
  • Цены на коммерческие фотокаталитические цементы и составы по-прежнему выше цен простого цемента.

Однако преимущества фотокаталитических бетонов, такие как, очистка атмосферного воздуха от загрязнений, повышенные механические свойства и свойства самоочищения, делают эти бетоны строительным материалом ближайшего будущего. Фотокаталитическая активность бетонов на основе диоксида титана при регулярной чистке активной поверхности сохраняется спустя много лет после начала применения. На основе анализа методов определения эффективности фотокаталитических бетонов выявлены наилучшие условия для их применения, а также сделаны выводы об использовании стандартных методов испытаний для фотокаталитических бетонов.

ru-m.wiki.ng

Фотокаталитический бетон Вики

Фотокаталитические бетоны так назвали в честь химического процесса — фотокатализа, который протекает в структуре бетона под действием света. А именно разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д. Фотокаталитические бетоны являются перспективным направлением в строительстве, благодаря возможности эффективного решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и самоочистки фасадов зданий. Технология изготовления таких бетонов не отличается от обычных бетонов и не требует дополнительного оборудования. Фотокаталитические бетоны могут оказаться выгодным экономическими решением по улучшению качества жизни в городах и поддержанию здоровья населения. Помимо загрязнения воздуха в больших городах существуют проблемы загрязнения фасадов зданий. Фотокаталитические бетоны могут обеспечить не только снижение концентрации загрязняющих веществ в воздухе, но также способствовать самоочищению поверхностей, на которых они применены. Эти строительные материалы уже несколько лет используются при строительстве в Японии, Бельгии, Италии, Франции, США.

История[ | код]

Технология фотокаталитического бетона впервые была применена в архитектуре при строительстве Церкви Дио Падре Мизерикордиозо в Италии. Постройка Ричарда Майера, называемая также «Церковью Юбилея», была приурочена к празднованию 2000-летия христианства, которое отмечалось в 2000 году. Главным спонсором строительства выступила итальянская фирма-производитель строительных материалов Italcementi Group. Для того, чтобы белоснежные бетонные «паруса» новой церкви не требовали частых чисток, специалисты этой компании использовали свою новую разработку — белое самоочищающееся покрытие для стен. Но в тот момент они не знали, что из-за содержания диоксида титана, белого пигмента, этот краситель-штукатурка поглощает выхлопные газы и другие составляющие городского смога.

Это открытие поставило вопрос о широком применении подобных материалов в городском строительстве. По данным исследований, воздух на расстоянии 2,5 м от фасада, покрытого краской с диоксидом титана, содержит различных продуктов горения на 70 % меньше, чем в среднем по городу. То есть, пешеходы вдыхают меньше вредных веществ, когда проходят мимо зданий, обработанных таким образом.

Также рассматриваются варианты использования фотокаталитического цемента для покрытия асфальтовых дорог. В качестве эксперимента он был использован на 300-метровом участке шоссе близ Милана. Замеры показали, что при средней загруженности этой дороги 1000 машин в час уменьшение содержания в воздухе оксидов азота на уровне земли составило 60 %.

Некоторые специалисты скептически отнеслись к открытию сотрудников Italcementi: по их мнению, необходимо снижать уровень выбросов вредных веществ, а не уничтожать их результат — смог. К тому же, практически все катализаторы имеют свойство со временем терять эффективность. Пока же ученые решают эту проблему, нам остается любоваться на белоснежные стены Церкви Дио Падре Мизерикордиозо, сверкающие по сравнению со швами между бетонными плитами, которые не были покрыты титановым грунтом.

И ещё один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners. Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году. Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал — фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области.

Особенности материала[ | код]

Диоксид титана. Изображение под микроскопом.

Бетон фотокаталитический изготавливается по технологии, согласно которой в рецептуру бетона добавляют наночастицы катализатора — диоксида титана (TiO2). Это вещество ускоряет химическую реакцию фотокатализа, которая происходит под действием попадающего на поверхность бетона солнечного света. В результате происходит «самоочищение» поверхности бетона.

Исследования показывают, что фотокаталитические бетоны обладают фотокаталитической активностью и могут очищать воздух, например, от окислов азота или летучих органических соединений. Добавление диоксида титана в цемент улучшает механические свойства получаемых бетонов. Несмотря на это преимущества, некоторые недостатки, к сожалению, все ещё существуют:

  • Иногда побочные продукты, образующиеся при фотокаталитическом разложении загрязнений, более токсичны, чем первичные. Это можно устранить путем сильной адсорбции побочных продуктов на поверхности фотокатализаторов до их общей минерализации;
  • Некоторые фотокаталитические цементы активируются только при облучении ультрафиолетовом светом. Также существует фотокатализаторы, например, диоксид титана, допированный атомами углерода, азота или серы, которые активны при облучении видимым светом;
  • Увеличение массы фотокатализатора в цементе увеличивает его фотокаталитическую активность, но, когда добавление превышает 5 % от общей массы, механические свойства модифицированного цемента ухудшаются.
  • Цены на коммерческие фотокаталитические цементы и составы по-прежнему выше цен простого цемента.

Однако преимущества фотокаталитических бетонов, такие как, очистка атмосферного воздуха от загрязнений, повышенные механические свойства и свойства самоочищения, делают эти бетоны строительным материалом ближайшего будущего. Фотокаталитическая активность бетонов на основе диоксида титана при регулярной чистке активной поверхности сохраняется спустя много лет после начала применения. На основе анализа методов определения эффективности фотокаталитических бетонов выявлены наилучшие условия для их применения, а также сделаны выводы об использовании стандартных методов испытаний для фотокаталитических бетонов.

Применение в России[ | код]

Факты использования фотокаталитических бетонов в реальных городских условиях на территории Российской Федерации не известны. Известны лишь лабораторные эксперименты по применению фотокаталитических бетонов при проведении натурных исследований по определению их эффективности. В связи с перспективами использования и развитием фотокаталитических бетонов в 2016 году вышел нормативный документ ГОСТ Р 57255—2016 «Бетоны фотокаталитически активные самоочищающиеся. Технические условия»[1], который разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А. А. Гвоздева — структурным подразделением АО НИЦ «Строительство». Методы испытаний по ГОСТ Р 57255—2016 не касаются определения эффективности использования фотокаталитических бетонов в реальной городской среде.

Примечания[ | код]

Литература[ | код]

  1. Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В., Строительные материалы, учебник для студентов ВПО, обучающихся по направлению 270800 «Строительство», 2013
  2. Фрайнт М. А. Разработка фотокаталитического бетона для очистки атмосферного воздуха и обоснование экологической безопасности строительных конструкций на его основе: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2016. 106 с.
  3. Слесарев М. Ю., Попов К. В. Исследование эффективности применения фотокаталитических бетонов в городском строительстве: Национальный исследовательский московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 2017

Ссылки[ | код]

  1. Фотокаталитический бетон. Современный взгляд на старые вещи.
  2. ТiO2 — Titanium Dioxide | Двуокись титана (диоксид титана) | Свойства, область применения, производители диоксида титана

ru.wikibedia.ru

Фотокаталитический бетон

Фотокаталитические бетоны так назвали в честь химического процесса — фотокатализа, который протекает в структуре бетона под действием света А именно разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т д Фотокаталитические бетоны являются перспективным направлением в строительстве, благодаря возможности эффективного решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и самоочистки фасадов зданий Технология изготовления таких бетонов не отличается от обычных бетонов и не требует дополнительного оборудования Фотокаталитические бетоны могут оказаться выгодным экономическими решением по улучшению качества жизни в городах и поддержанию здоровья населения Помимо загрязнения воздуха в больших городах существуют проблемы загрязнения фасадов зданий Фотокаталитические бетоны могут обеспечить не только снижение концентрации загрязняющих веществ в воздухе, но также способствовать самоочищению поверхностей, на которых они применены Эти строительные материалы уже несколько лет используются при строительстве в Японии, Бельгии, Италии, Франции, США

Содержание

  • 1 История
  • 2 Особенности материала
  • 3 Применение в России
  • 4 Примечания
  • 5 Литература
  • 6 Ссылки

История

Церковь Дио Падре Мизерикордиозо

Технология фотокаталитического бетона впервые была применена в архитектуре при строительстве Церкви Дио Падре Мизерикордиозо в Италии Постройка Ричарда Майера, называемая также «Церковью Юбилея», была приурочена к празднованию 2000-летия христианства, которое отмечалось в 2000 году Главным спонсором строительства выступила итальянская фирма-производитель строительных материалов Italcementi Group Для того, чтобы белоснежные бетонные «паруса» новой церкви не требовали частых чисток, специалисты этой компании использовали свою новую разработку — белое самоочищающееся покрытие для стен Но в тот момент они не знали, что из-за содержания диоксида титана, белого пигмента, этот краситель-штукатурка поглощает выхлопные газы и другие составляющие городского смога

Это открытие поставило вопрос о широком применении подобных материалов в городском строительстве По данным исследований, воздух на расстоянии 2,5 м от фасада, покрытого краской с диоксидом титана, содержит различных продуктов горения на 70 % меньше, чем в среднем по городу То есть, пешеходы вдыхают меньше вредных веществ, когда проходят мимо зданий, обработанных таким образом

Также рассматриваются варианты использования фотокаталитического цемента для покрытия асфальтовых дорог В качестве эксперимента он был использован на 300-метровом участке шоссе близ Милана Замеры показали, что при средней загруженности этой дороги 1000 машин в час уменьшение содержания в воздухе оксидов азота на уровне земли составило 60 %

Некоторые специалисты скептически отнеслись к открытию сотрудников Italcementi: по их мнению, необходимо снижать уровень выбросов вредных веществ, а не уничтожать их результат — смог К тому же, практически все катализаторы имеют свойство со временем терять эффективность Пока же ученые решают эту проблему, нам остается любоваться на белоснежные стены Церкви Дио Падре Мизерикордиозо, сверкающие по сравнению со швами между бетонными плитами, которые не были покрыты титановым грунтом

И ещё один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал — фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области

Особенности материала

Диоксид титана Изображение под микроскопом

Бетон фотокаталитический изготавливается по технологии, согласно которой в рецептуру бетона добавляют наночастицы катализатора — диоксида титана TiO2 Это вещество ускоряет химическую реакцию фотокатализа, которая происходит под действием попадающего на поверхность бетона солнечного света В результате происходит «самоочищение» поверхности бетона

Исследования показывают, что фотокаталитические бетоны обладают фотокаталитической активностью и могут очищать воздух, например, от окислов азота или летучих органических соединений Добавление диоксида титана в цемент улучшает механические свойства получаемых бетонов Несмотря на это преимущества, некоторые недостатки, к сожалению, все ещё существуют:

  • Иногда побочные продукты, образующиеся при фотокаталитическом разложении загрязнений, более токсичны, чем первичные Это можно устранить путем сильной адсорбции побочных продуктов на поверхности фотокатализаторов до их общей минерализации;
  • Некоторые фотокаталитические цементы активируются только при облучении ультрафиолетовом светом Также существует фотокатализаторы, например, диоксид титана, допированный атомами углерода, азота или серы, которые активны при облучении видимым светом;
  • Увеличение массы фотокатализатора в цементе увеличивает его фотокаталитическую активность, но, когда добавление превышает 5 % от общей массы, механические свойства модифицированного цемента ухудшаются
  • Цены на коммерческие фотокаталитические цементы и составы по-прежнему выше цен простого цемента

Однако преимущества фотокаталитических бетонов, такие как, очистка атмосферного воздуха от загрязнений, повышенные механические свойства и свойства самоочищения, делают эти бетоны строительным материалом ближайшего будущего Фотокаталитическая активность бетонов на основе диоксида титана при регулярной чистке активной поверхности сохраняется спустя много лет после начала применения На основе анализа методов определения эффективности фотокаталитических бетонов выявлены наилучшие условия для их применения, а также сделаны выводы об использовании стандартных методов испытаний для фотокаталитических бетонов

Применение в России

Факты использования фотокаталитических бетонов в реальных городских условиях на территории Российской Федерации не известны Известны лишь лабораторные эксперименты по применению фотокаталитических бетонов при проведении натурных исследований по определению их эффективности В связи с перспективами использования и развитием фотокаталитических бетонов в 2016 году вышел нормативный документ ГОСТ Р 57255—2016 «Бетоны фотокаталитически активные самоочищающиеся Технические условия»[1], который разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им А А Гвоздева — структурным подразделением АО НИЦ «Строительство» Методы испытаний по ГОСТ Р 57255—2016 не касаются определения эффективности использования фотокаталитических бетонов в реальной городской среде

Примечания

  1. ↑ ГОСТ Р 57255-2016 Бетоны фотокаталитически активные самоочищающиеся Технические условия, ГОСТ Р от 10 ноября 2016 года №57255-2016 docscntdru Проверено 8 марта 2018

Литература

  1. Мещеряков Ю Г, Фёдоров С В, Строительные материалы, учебник для студентов ВПО, обучающихся по направлению 270800 «Строительство», 2013
  2. Фрайнт М А Разработка фотокаталитического бетона для очистки атмосферного воздуха и обоснование экологической безопасности строительных конструкций на его основе: дис … канд техн наук Москва, 2016 106 с
  3. Слесарев М Ю, Попов К В Исследование эффективности применения фотокаталитических бетонов в городском строительстве: Национальный исследовательский московский государственный строительный университет НИУ МГСУ, 2017

Ссылки

  1. Фотокаталитический бетон Современный взгляд на старые вещи
  2. ТiO2 — Titanium Dioxide | Двуокись титана диоксид титана | Свойства, область применения, производители диоксида титана

Фотокаталитический бетон Информация о

Фотокаталитический бетонФотокаталитический бетон Фотокаталитический бетон Просмотр темы.

Фотокаталитический бетон что, Фотокаталитический бетон кто, Фотокаталитический бетон объяснение

There are excerpts from wikipedia on this article and video

www.turkaramamotoru.com

WikiZero - Фотокаталитический бетон

Open wikipedia design.

Фотокаталитические бетоны так назвали в честь химического процесса — фотокатализа, который протекает в структуре бетона под действием света. А именно разложение практически любых встречаемых на стенах всякого сооружения загрязнений — пыли, плесени, бактерий, частиц выхлопных газов и т. д. Фотокаталитические бетоны являются перспективным направлением в строительстве, благодаря возможности эффективного решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха в городах и самоочистки фасадов зданий. Технология изготовления таких бетонов не отличается от обычных бетонов и не требует дополнительного оборудования. Фотокаталитические бетоны могут оказаться выгодным экономическими решением по улучшению качества жизни в городах и поддержанию здоровья населения. Помимо загрязнения воздуха в больших городах существуют проблемы загрязнения фасадов зданий. Фотокаталитические бетоны могут обеспечить не только снижение концентрации загрязняющих веществ в воздухе, но также способствовать самоочищению поверхностей, на которых они применены. Эти строительные материалы уже несколько лет используются при строительстве в Японии, Бельгии, Италии, Франции, США.

Технология фотокаталитического бетона впервые была применена в архитектуре при строительстве Церкви Дио Падре Мизерикордиозо в Италии. Постройка Ричарда Майера, называемая также «Церковью Юбилея», была приурочена к празднованию 2000-летия христианства, которое отмечалось в 2000 году. Главным спонсором строительства выступила итальянская фирма-производитель строительных материалов Italcementi Group. Для того, чтобы белоснежные бетонные «паруса» новой церкви не требовали частых чисток, специалисты этой компании использовали свою новую разработку — белое самоочищающееся покрытие для стен. Но в тот момент они не знали, что из-за содержания диоксида титана, белого пигмента, этот краситель-штукатурка поглощает выхлопные газы и другие составляющие городского смога.

Это открытие поставило вопрос о широком применении подобных материалов в городском строительстве. По данным исследований, воздух на расстоянии 2,5 м от фасада, покрытого краской с диоксидом титана, содержит различных продуктов горения на 70 % меньше, чем в среднем по городу. То есть, пешеходы вдыхают меньше вредных веществ, когда проходят мимо зданий, обработанных таким образом.

Также рассматриваются варианты использования фотокаталитического цемента для покрытия асфальтовых дорог. В качестве эксперимента он был использован на 300-метровом участке шоссе близ Милана. Замеры показали, что при средней загруженности этой дороги 1000 машин в час уменьшение содержания в воздухе оксидов азота на уровне земли составило 60 %.

Некоторые специалисты скептически отнеслись к открытию сотрудников Italcementi: по их мнению, необходимо снижать уровень выбросов вредных веществ, а не уничтожать их результат — смог. К тому же, практически все катализаторы имеют свойство со временем терять эффективность. Пока же ученые решают эту проблему, нам остается любоваться на белоснежные стены Церкви Дио Падре Мизерикордиозо, сверкающие по сравнению со швами между бетонными плитами, которые не были покрыты титановым грунтом.

И ещё один шедевр современной архитектуры, чей фасад выполнен из фотокаталитического бетона, построен в 2015 году в Милане Его создателями выступили разработчики из Nemesi & Partners. Строительство этого удивительного сооружения было приурочено к открытию научной выставки EXPO в Италии в 2015 году. Его интересная архитектура, солнечные батареи на крыше, полностью обеспечивающие здание электроэнергией, и главный фасадный материал — фотокаталитический бетон, как нельзя лучше олицетворили эту выставку прорывом в строительной области.

Диоксид титана. Изображение под микроскопом.

Бетон фотокаталитический изготавливается по технологии, согласно которой в рецептуру бетона добавляют наночастицы катализатора — диоксида титана (TiO2). Это вещество ускоряет химическую реакцию фотокатализа, которая происходит под действием попадающего на поверхность бетона солнечного света. В результате происходит «самоочищение» поверхности бетона.

Исследования показывают, что фотокаталитические бетоны обладают фотокаталитической активностью и могут очищать воздух, например, от окислов азота или летучих органических соединений. Добавление диоксида титана в цемент улучшает механические свойства получаемых бетонов. Несмотря на это преимущества, некоторые недостатки, к сожалению, все ещё существуют:

  • Иногда побочные продукты, образующиеся при фотокаталитическом разложении загрязнений, более токсичны, чем первичные. Это можно устранить путем сильной адсорбции побочных продуктов на поверхности фотокатализаторов до их общей минерализации;
  • Некоторые фотокаталитические цементы активируются только при облучении ультрафиолетовом светом. Также существует фотокатализаторы, например, диоксид титана, допированный атомами углерода, азота или серы, которые активны при облучении видимым светом;
  • Увеличение массы фотокатализатора в цементе увеличивает его фотокаталитическую активность, но, когда добавление превышает 5 % от общей массы, механические свойства модифицированного цемента ухудшаются.
  • Цены на коммерческие фотокаталитические цементы и составы по-прежнему выше цен простого цемента.

Однако преимущества фотокаталитических бетонов, такие как, очистка атмосферного воздуха от загрязнений, повышенные механические свойства и свойства самоочищения, делают эти бетоны строительным материалом ближайшего будущего. Фотокаталитическая активность бетонов на основе диоксида титана при регулярной чистке активной поверхности сохраняется спустя много лет после начала применения. На основе анализа методов определения эффективности фотокаталитических бетонов выявлены наилучшие условия для их применения, а также сделаны выводы об использовании стандартных методов испытаний для фотокаталитических бетонов.

Факты использования фотокаталитических бетонов в реальных городских условиях на территории Российской Федерации не известны. Известны лишь лабораторные эксперименты по применению фотокаталитических бетонов при проведении натурных исследований по определению их эффективности. В связи с перспективами использования и развитием фотокаталитических бетонов в 2016 году вышел нормативный документ ГОСТ Р 57255—2016 «Бетоны фотокаталитически активные самоочищающиеся. Технические условия»[1], который разработан Научно-исследовательским, проектно-конструкторским и технологическим институтом бетона и железобетона им. А. А. Гвоздева — структурным подразделением АО НИЦ «Строительство». Методы испытаний по ГОСТ Р 57255—2016 не касаются определения эффективности использования фотокаталитических бетонов в реальной городской среде.

  1. Мещеряков Ю. Г., Фёдоров С. В., Строительные материалы, учебник для студентов ВПО, обучающихся по направлению 270800 «Строительство», 2013
  2. Фрайнт М. А. Разработка фотокаталитического бетона для очистки атмосферного воздуха и обоснование экологической безопасности строительных конструкций на его основе: дис. … канд. техн. наук. Москва, 2016. 106 с.
  3. Слесарев М. Ю., Попов К. В. Исследование эффективности применения фотокаталитических бетонов в городском строительстве: Национальный исследовательский московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 2017
  1. Фотокаталитический бетон. Современный взгляд на старые вещи.
  2. ТiO2 — Titanium Dioxide | Двуокись титана (диоксид титана) | Свойства, область применения, производители диоксида титана

www.wikizero.com


Смотрите также