Инновационные материалы – камень с углеродным волокном
В 2011 году сразу на трех крупных международных выставках, посвященных индустрии натурального камня («Stone+Tech», «EuroLite» и «Materialica») была представлена продукция молодой немецкой компании TechnoCarbon. На стендах были выставлены каменная ванна, несколько фасадных облицовочных плит и столешница – причем толщина все трех изделий из природного гранита не превышала 3 мм. Аналогов в мировой практике производства гранита эти конструкции не имели, однако прочность их на изгиб оказалась выше, чем у легированной стали. Причиной настолько немыслимых для гранитов и габбро характеристик оказалась сверхтонкая невидимая сетка из углеродного волокна, армирующая камень по всей площади поверхности. И уже спустя год (несмотря на пока еще очень высокую цену) ультратонкие столешницы, фасадные панели и плиты из инновационного гранитно-углеродного композита украшали холлы знаменитого парижского отеля Mariott, Национального банка в Цюрихе и нескольких ресторанов в Мюнхене.
Прочность и гибкость
К технологическим преимуществам «гранита будущего» уже сейчас можно смело отнести удивительное сочетание высочайшей прочности на сжатие и растяжение одновременно. С точки зрения физики это объясняется практически полным поглощением углеродными нитями вектора тяговой силы – в результате чего плиты мощения габбро с линейными размерами 2200×1600 x 3 мм при испытаниях на стенде прогибались более чем на 10°, не трескаясь и не ломаясь.
Надежность и легкость
Надежность и прочность изделий из натурального камня известна давно – однако привыкшие к их большой массе владельцы не задумываются, что это обусловлено вынужденной немалой толщиной облицовочных плит, столешниц или ступеней. А между тем, даже самый тяжелый из коммерческих гранитов – черный гранит габбро – имеет удельную плотность всего 3100 кг/м3, равную аналогичной у алюминия и в 3,7 раза меньшей, чем стали. Данный факт означает, что в недалеком будущем новый материал легко сможет заменить металлы даже в авиастроении (не говоря уже о строительстве), являясь при этом более дешевым, экологически безопасным и устойчивым ко всем видам воздействий.
Отсутствие «усталости» материала
Еще одним важнейшим достоинством армированного гранита следует назвать способность поглощать вибрации и линейные удары. При испытаниях на прогиб габбро диабаз (в виде 3-миллиметровой плиты, к которой 1 миллион раз была применена кратковременная поверхностная динамическая нагрузка, имитирующая опускание груза в 500 кг) полностью восстанавливал прежнюю форму, не демонстрируя вообще никаких внутренних структурных изменений (определяемых сверхчувствительным ультразвуковым сканером). Более того – у длинной и широкой плитки габбро не возникало остаточных затухающих колебаний, характерных для любых металлических или бетонных изделий после схожего применения вертикальной нагрузки.
Польза для окружающей среды
Разумеется, при удешевлении углеродного волокна новый сплав его с натуральным камнем вряд ли станет заменять на дорогах элитную брусчатку и «идущие с ней в комплекте» бордюры ГП – обычного гранита для этого вполне достаточно. Но сталь, алюминий и железобетон (в сейсмостойких зданиях, мостовых конструкциях с широкими пролетами, крупнопанельных крышах, каркасах, роторах электростанций) в перспективе армированный гранит потеснить сможет вполне. В результате, помимо полного снятия проблемы с вибрацией и резонансом, новое сырье поспособствует кардинальному снижению выбросов в атмосферу СО2 и канцерогенов (неизбежно возникающих в процессе выплавки и переработки металлов).
Собственно, из «каменного карбона» уже сейчас можно изготавливать что угодно – от прочной и устойчивой к любым прихотям погоды садовой мебели до подогреваемых за несколько секунд элитных ванн.
