Хмельные панели и льняной бетон

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Если бы строительная отрасль была государством, она была бы третьим по величине источником выбросов CO₂ в мире после США и Китая. Но проблему можно решить, если строить дома из возобновляемого растительного сырья — без выбросов углекислого газа и отходов.

Таким сырьем может стать хмель — тот самый, из которого варят пива. Сидели как-то два мюнхенских студента в общежитии, потягивали пивко и рассуждали о судьбах человечества. Ну если не всего, то хотя бы Мюнхенского региона, в котором традиционно выращивают хмель вдоль реки Халлертау.

Только 20% выращенного здесь хмеля идет на варку пива. Так почему бы остальное не использовать для создания строительных материалов?

Поначалу это была шутливая идея. Но чем больше ее обсуждали студенты, тем очевиднее становилось, что в каждой шутке есть только доля шутки и что идея очень хороша.

У хмеля волокнистая структура, высокая прочность на разрыв и устойчивость к давлению. Еще и прекрасные изоляционные свойства. Из него можно делать звукоизоляцию, теплоизоляцию или легкие панели для внутренней отделки.

Шутка превратилась в компанию Hopfon, стартап Технического университета Мюнхена. Компания планирует выпустить первые акустические изоляционные панели из хмеля уже в этом, 2024 году. Цель компании — производить материалы, пригодные для использования в замкнутом цикле, которые можно легко разделить на составляющие после того, как они отработали свой срок, и использовать их в качестве сырья вновь. Это будут новые материалы с нулевым выбросом углерода, которые можно будет полностью утилизировать. Хмельное строительство — прекрасная альтернатива бетонному.

Но от бетона так просто и так быстро не избавиться. Однако можно его модифицировать.

Обычный бетон легко выдерживает высокие сжимающие нагрузки, но при растяжении быстро трескается. На этот случай предусмотрен железобетон, то есть бетон, армированный стальными стержнями или сетками. У него высокая прочность на разрыв, поэтому из железобетона строят мосты.

Впрочем, есть проблема — железная арматура подвержена коррозии, то есть медленному разрушению. Поэтому наука предложила заменить стальную арматуру текстильной тканью из стекловолокна или углеродного волокна. Получился отличный текстильный бетон.

Поскольку текстильная ткань не корродирует, в отличие от стали, текстильный бетон позволяет создавать гораздо более тонкие конструкции при той же статической нагрузке, что экономит материалы и расходы. Однако производство этих тканей требует больших затрат энергии и основано на ископаемом сырье.

А нет ли здесь растительной альтернативы? Конечно, есть! Ученые из Института исследований древесины имени Фраунгофера в Брауншвейге экспериментируют с льняной тканью для армирования бетона.

Ученые на собственном ткацком станке в институте ткут льняную пряжу разной текстуры и заливают ее бетоном в разных вариантах. Это могут быть и плоские конструкции, а также купола и полукруглые панели.

Первые же испытания подтвердили, что несущая способность льнобетона прекрасная. Из него вполне можно делать мосты. Железобетонный мост с пролетом 15 метров имеет толщину около 40 сантиметров. А его аналог из льняного бетона будет значительно тоньше, всего 12–16 сантиметров, и легче.

Так что экономия материала здесь будет значительная.