Süsinikbetoon

Süsnikkiust tooted ei ole midagi uut. Senini on takistanud laiemat levikut süsnikkiu kõrgem hind.

Ajaloost

1880 a patenteeris hr. Joseph Monier raudbetooni, ehk terasvarrasega või taladega betooni tugevdamise. Katsetused algasid varem ja esimese patendi sai Hr. Monier juba 1867 a. terasvõrguga tugevdatud aianduslike künade ja pottide kohta.  Monieri idee oluline punkt oli see, et see ühendas terase ja betooni, et mõlema materjali parimad omadused tõusid esile. Betooni on lihtne vormidaja on märkimisväärne survetugevus, kuid nihketugevus on mõnevõrra puudulik ning tõmbetugevus on märgatavalt nõrk. Betoonist oli välditud talade, tahvlite ja õhukeste seinte valmistamist, kuna selle tõmbetugevuse puudumine oli sellistes tingimustes määranud selle purunemisele. Aga kui betoonplaati tugevdada väikeste terasvarraste võrgustikuga selle alumisel pinnal, kus tekivad tõmbepinged, suureneb selle tugevus tohutult.

Lisaks töötab komposiitmaterjali osad teineteist kaitstes – terase roostetamist kaitseb betooni leeliselisus ja terast omakorda pragunemise eest terase tõmbetugevus. Sealt edasi algas raudbetooni uuringute areng, mis ei ole lõppenud kuni tänaseni.

1990 a algas areng süsinikkiust riide ja sünteetilise vaiguga betooni tugevdamise võimaluse koha pealt. Kiiresti selgus, et antud meetod on sobilik ainult teatud tingimustesse tänu sünteetilise vaigu väikesele kuumuse taluvusele ja võimele mitte veeauru läbi lasta.

Saksamaal viidi aastatel 1999–2011 professor Manfred Curbachi, professor Peter Offermanni, professor Chokri Cherifi ja professor Josef Heggeri algatusel ja juhtimisel läbi põhjalikumaid uuringuid tekstiilbetooni kohta kahes Deutsche Forschungsgemeinschafti koostöökeskuses Dresdenis ja Aachenis.

2014 a loodi ettevõte CarboCon  Programmi eesmärk on asendada traditsiooniline raudbetoon ehitusmaterjalina süsinikbetooniga, millel on raudbetooni ees mitmeid eeliseid: see on kergem, paindlikum ja tõhusam ning puudub korrosioonioht. Ettevõte tegeleb projektidega, sh. arvestused ja koolitused.

Tänaseks on juba üle 250 teadaoleva süsnikbetooniga tugevdatud või valmistatud ehitise ja käib pidev töö lahenduse laialdasemaks seadustamiseks.

Süsnikbetooni eelised

Alates raudbetoonist kui kandvast ehitusmaterjalist on see oma kasutuselevõtust alates võimaldanud ehitada olulisi hooneid väga lühikese aja jooksul ja vastupidavate konstruktsioonidega. R2audbetoonkonstruktsioonide kasutusiga jääb aga oma korrosioonitundlikkuse tõttu varasematest ootustest palju maha. Paljud hooned on vaevalt vanemad kui inimesed, kes neid kasutavad. Raudbetoon, mida ehituses igal aastal kasutatakse, on maailmas kõige olulisem ehitusmaterjal.

Betooni kasutamine maailmas pärast vett enimkasutatava ehitusmaterjalina on toonud kaasa suure tooraine ja energia tarbimise. Lisaks on terase hinnad oma mitmekülgse kasutamise tõttu ehituses ja teistes tööstusharudes tohutute kõikumiste all.

Just siin tulebki mängu uus süsinikbetoon. See vähendab materjalide kogutarbimist (õhem kiht) ja asendab terase süsinikuga. Kuna süsinik ei roosteta, on terase korrosiooni eest kaitsmiseks vaja vähem betooni. Süsinikraudbetooni saab kasutada säästva, ressursisäästliku, vähem materjalimahuka ja kergema ehituse jaoks.