Об этом мы беседуем с Любовью Владимировной Закревской, доцентом кафедры «Строительного производства» Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ).
Любовь Закревская занимается разработкой материалов для быстровозводимых сооружений на основе костры технической конопли. Фото из личного архива Л.Закревской
— Вначале про костру расскажите, пожалуйста. Что это такое?
— Костра — это остатки стебля технической конопли, по сути, отходы производства по созданию жгутов, тканей и прочих изделий.
— А как вы обратили внимание на костру как материал перспективный?
— Тема костры технической конопли стала актуальной сегодня, ее стали использовать во всем мире: есть примеры зданий в Западной Европе, на Украине, в Белоруссии, в южных районах нашей страны. Костробетон (hempcrete) — это биокомпозитный строительный материал, который изготавливается из конопляной костры (измельчённой сердцевины стебля технической конопли), связующего компонента (извести, цемента или их комбинации) и воды. Название происходит от английских слов hemp (конопля) и concrete (бетон).
У этого материала много преимуществ: это материал, который имеет очень высокую биологическую стойкость, который не поглощают мыши, и другие грызуны; он не подвержен плесневым грибам.
В то время как, например, в отходах льна присутствуют сахара, как и в щепе сосны. При создании биокомпозита от этих сахаров приходится избавляться, потому что для вяжущих веществ, в частности для цемента, — это яд. И качественного материала не получить, пока это сырье не обработаешь как следует. А это дорогостоящая операция и лишний технологический передел.
Костра технической конопли не содержит сахаров, там только целлюлоза которая является фиброй для любого вяжущего вещества при производстве бетонов и штукатурных смесей. То есть это хороший наполнитель.
Структура костры представляет собой полую колбочку, которая может всасывать в себя воду. А в случае, если воды в материале мало, она ее отдает, тем самым сохраняя влажность помещения постоянной. Поэтому в древних индийских и других восточных пещерных храмах живопись, основанная на использовании костры, сохранилась на века.
И на территории России, в частности во Владимире, где находится наш университет, мы обнаружили костру технической конопли в каменной кладке Успенского собора XII века. Там, где работали византийские мастера. Они использовали эту технологию в известковых растворах, которые прекрасно служат по сей день и не подвержены никакому гниению.
— А разве у нас коноплю выращивают в промышленных масштабах?
Конечно, этой культурой засеяны огромные площади в Мордовии, очень много площадей в Ивановской и в Нижегородской области. Это техническая конопля, не медицинская, не наркотик. На ее основе делают ткани, жгуты, теплоизоляционные маты и пр. Это распространенный материал, особенно в последние годы.
Применение костробетона в строительстве
Мы с 2019 года начали активно заниматься темой костробетона, так как к нам пошли заказчики, которые хотели получить легкие бетоны. И мы разработали составы легкие и прочные, пригодные для строительства малоэтажных зданий и перегородок в высотных зданиях.
— А вяжущим веществом выступает какой материал?
— Мы начали с магнитального вяжущего, так как в регионе большие месторождения доломита, а он является сырьем для магнезиальных свежих веществ. Доломитовая мука — это тоже отход производства.
С доломитом мы получили очень хорошие результаты, также хорошие результаты получаются на известковом вяжущем, особенно для малоэтажных домов. Каркас мы набиваем кострой, потом проливаем известью и получаем монолитный материал. Вот уже семь лет мы работаем над темой и убедились, что любые вяжущие, вплоть до глины, хорошо сочетаются с кострой конопли.
— А «в народ» изобретение идет, в практику внедряется?
Конечно, в Рязанской области, в Муромском районе нашей области много домов из костробетона, из Санкт-Петербурга приезжали люди за рекомендациями по технологии, это частные застройщики.
Самое большое по площади здание в мире, напечатанное на 3D-принтере. Это общественный центр «Мелля» от «Татнефти» в селе Мальбагуш Азнакаевского района. Высота — больше 10 м, площадь —больше 1600 квадратов. Здание печатали 18 лучших студентов Альметьевского политехнического техникума. Источник фото: mash.ru
Также был у нас большой интересный договор с республикой Татарстан, там мы заполняли нашим составом на основе костробетона опалубки, которые делались с помощью 3D-принтера.
В 2024 году завершилось строительство этого инновационного объекта — общественно-культурного центра «Мелля», который стал символом прогрессивных технологий. Этот проект, реализованный по заказу ПАО «Татнефть», не только претендует на звание архитектурной достопримечательности, но и открывает новую страницу в истории мирового строительства.
Промышленный объект из костробетона отлично служит уже два года.
Укрытие, невидимое для тепловизоров
— Недавно прошла новость, что Ваш состав делает сооружение невидимкой для тепловизоров.
— Да, теплоизоляционные свойства костробетона очень высоки. Хотя изначально мы разрабатывали сооружения — особенно купольные дома — для мирных целей: для геологов, каких-то полевых задач, госпиталей и лабораторий, которым сложно обеспечить электрообогрев. Теплоизоляция нашего материала так высока, что эти сооружения не требуют дополнительного отопления, достаточно естественного тепла человеческих тел, находящихся внутри.
Но и внешнего теплового излучения нет, поэтому тепловизор не может засечь. Это свойство костробетона мы продемонстрировали на выставке «Броня», которая прошла в Коврове Владимирской области. Устроители пригласили университет поучаствовать, и мы решили показать свою разработку в новом, военном качестве.
Собирая экспозицию, сооружение из костробетона сверху мы закрыли стеклотканью или мешковиной, пропитанной магнезиальным вяжущим — так называемым цементом Сореля — применив опыт Великой Отечественной войны. Получилось покрытие еще и противоударное. В Белоруссии до сих пор сохранились доты на этом магнезиальном вяжущем, ни один из них не был разрушен.
А сверху можно выстелить растительный слой, например, дерн, а можно просто покрасить. И сооружение становится невидимым для тепловизора.
— А какой толщины слоя достаточно для абсолютной «невидимости» сообружения?
— Не более 40 сантиметров, как обычная кирпичная стена.
— Я читала про какую-то интересную технологию возведения укрытия, с надувным каркасом.
— Да, можно сделать деревянный каркас в качестве основы сооружения, а можно надувной — сейчас распространены надувные ангары. Потом этот шатер покрывается слоем костробетона. Вяжущая схватилась, — можно каркас убирать и строить следующее подобное сооружение.
— А какова цена материала в итоге?
— Мы считали, по сравнению с арболитом, цена костробетона на 30-35% ниже, потому что костра сама по себе дешевле, и в качестве вяжущего можно использовать не обязательно дорогостоящий цемент. Но самое главное, без применения цемента значительно снижается углеродный след. Сегодня экологический аспект тоже немаловажен. Три состава у нас запатентованы, имеются сертификаты.
В настоящее время ведется работа по созданию технологии быстровозводимых сооружений с высокой ударной устойчивостью за счет магнезиального вяжущего для пропитки кровельного покрытия и кладочного материала с высокой теплоизолирующей способностью на основе гидравлической извести.
Еще один материал о рациональном и эффективном использовании отходов: специалисты из Университета штата Вашингтон создали технологию, преобразующую канализационный ил в метан чистотой 99%.