Костробетон и Хемпкрит

На конференции в Казани неожиданно обнаружилось, что многие путают понятия «костробетон» и «хемпкрит», хотя это разные материалы.  Это объясняется тем, что оба используются для создания искусственных каменных строительных материалов. Как известковый, так и цементный биокомпозиты могут использоваться в виде готовых блоков (костроблоки) либо панелей, заливаться под давлением непосредственно на месте строительства, укладываться с помощью трамбовки строительной смеси в подготовленную опалубку или формоваться в стены с помощью 3-Д принтера. И получают их примерно одинаково: в результате формования и затвердевания подобранной, тщательно перемешанной и уплотнённой смеси из минерального или органического вяжущего вещества, крупного или мелкого заполнителей. Однако бетоны – это общее название целого семейства строительных смесей, которые в зависимости от вида вяжущего вещества, могут быть: цементные, известковые, силикатные, гипсовые, шлаковые (шлакощелочные), специальные (полимербетоны).

Сегодня наиболее широко используются бетоны, изготовленные на цементах. Чтобы получить цемент, глину спекают при температуре около 1 450 градусов, образовавшиеся гранулы размалывают в порошок и смешивают с гипсом. Готовый цемент содержит: оксид кальция (СаО, 67%), диоксид кремния (SiO₂, 22%), окись алюминия (Al₂O₃, 5%), оксид железа (Fe₂O₃, 3%) и 3% других оксидов.

К получившейся смеси добавляют модифицирующие добавки, определяющие марку цемента, а чтобы масса не растрескивалась в цементную массу добавляют песок, гравий либо другие наполнители, которые определяют плотность бетона. К легким бетонам (плотность 800—2000 кг/куб м), в зависимости от вида наполнителя относят: вермикулитовый, перлитовый бетон, керамзитобетон, пенобетон, газобетон, пемзобетон и арболит, который может включать измельченную древесную щепу, либо костру льна или конопли.  

В состав же конопатибетона входят гашеная известь, а хемпкрита (римский цемент) - гидравлическая известь. Гашеная известь тоже производится путем обжига в печи, но только - чистого известняка и при более низкой температуре (800-900 ° C). При этом удаляются молекулы СО₂, а известняк превращается в мелкий сухой порошок. Гидравлическая известь также обжигается в печи, но в нее добавляют пуццоланы (вулканический пепел, кирпичная пыль, цемент, кремнезем, измельченная скорлупа).

Кстати, именно римляне стали для добавления в известковые смеси добывать вулканический пепел в Поццуоли около вулкана Везувий (недалеко от Неаполя, регион Кампания). И именно они первыми обнаружили, что благодаря пуццоланам строительные растворы схватываются быстрее, получаются более прочными затвердевают даже под водой.  При этом известь в присутствии углекислого газа и воды превращается в известняк. Гашеная известь, или известковая шпаклевка (замазка) может храниться вечно, пока она покрыта водой. Гашеная известь использовалась римлянами на протяжении веков как уникальный строительный материал (срок службы сооружений составляет 1000 лет). Даже есть свидетельства, что каменщики гасили известь для своего первенца и хранили ее в ваннах под своими домами, чтобы сын мог использовать ее для строительства уже собственного дома.

Почему же для производства бетона известь была заменена цементом? Все просто! Увы, скорость отверждения гашеной извести не соответствовала требованиям скорости индустриального строительства, начавшегося в начале ХХ века. Не менее важно и то, что источников сырья для производства цемента на нашей планете значительно больше, чем месторождений известняка нужного качества. А относительно экологического полюса, то, так как известняк добывается из недр, то есть природные запасы изымаются из природы, и при производстве исходного сырья для хемпкрита выделяется углекислота, довольно удивительно слушать утверждение, что известь более экологична, чем бетон на основе цемента.

 Конопляный бетон - биокомпозит, который может быть приготовлен как на основе цементной смеси (арболит), так гашеной (конопатибетон) либо гидравлической извести (хемпкрит, Canobiote, Canosmose, Isochanvre и IsoHemp). Но использование конопли в известковом связующем  имеет несомненое преимущество: конопля в таком композите является одновременно – бионаполнителем и пуццоланом (костра конопли богата кремнеземом), усиливая скорость и прочность связывания строительной смеси. Причем исследованиями установлено, что, изменяя качество костры (ее гранулометрический и химический состав), а также используя глины (1, 2), можно существенно улучшить качество известковых костробетонов и снизить экологический ущерб от строительства.