Betoanele fotocatalitice sunt numite astfel după procesul chimic - fotocataliză , care are loc în structura betonului sub influența luminii. Și anume, descompunerea aproape oricărei poluări găsite pe pereții oricărei structuri - praf, mucegai, bacterii, particule de gaze de eșapament etc. Betoanele fotocatalitice reprezintă o direcție promițătoare în construcție, datorită posibilității de a rezolva eficient problema poluării atmosferice. în orașe și fațadele clădirilor cu autocurățare. Tehnologia de fabricație a unor astfel de betoane nu diferă de betoanele obișnuite și nu necesită echipamente suplimentare. Betoanele fotocatalitice s-ar putea dovedi a fi o soluție rentabilă pentru îmbunătățirea calității vieții în orașe și menținerea sănătății publice. Pe lângă poluarea aerului din marile orașe, există și probleme de poluare a fațadelor clădirilor. Betoanele fotocatalitice pot asigura nu numai o reducere a concentrației de poluanți din aer, ci și să contribuie la autocurățarea suprafețelor pe care sunt aplicate. Aceste materiale de construcție au fost folosite de câțiva ani în construcții în Japonia, Belgia, Italia, Franța și SUA.
Tehnologia betonului fotocatalitic a fost folosită pentru prima dată în arhitectură în timpul construcției Bisericii lui Dio Padre Misericordioso din Italia. Construcția lui Richard Mayer , numită și „Biserica jubiliară”, a fost programată pentru a coincide cu celebrarea a 2000 de ani de la creștinism, care a fost sărbătorită în 2000. Principalul sponsor al construcției a fost producătorul italian de materiale de construcție Italcementi Group . Pentru a se asigura că „pânzele” din beton alb ca zăpada ale noii biserici nu necesită curățenie frecventă, specialiștii acestei companii au folosit noua lor dezvoltare - un înveliș alb de perete autocurățător. Dar ceea ce nu știau la acea vreme era că din cauza conținutului de dioxid de titan , un pigment alb, acest tencuială colorată absoarbe gazele de eșapament și alți constituenți ai smogului urban.
Această descoperire a ridicat problema utilizării pe scară largă a unor astfel de materiale în construcțiile urbane. Potrivit studiilor, aerul de la o distanță de 2,5 m de o fațadă acoperită cu dioxid de titan conține cu 70% mai puține produse de ardere diverse decât media orașului. Adică, pietonii inhalează substanțe mai puțin nocive atunci când trec pe lângă clădirile astfel tratate.
De asemenea, sunt luate în considerare opțiunile de utilizare a cimentului fotocatalitic pentru acoperirea drumurilor asfaltate. Ca experiment, a fost folosit pe o porțiune de autostradă de 300 de metri lângă Milano. Măsurătorile au arătat că, cu o încărcare medie de trafic a acestui drum de 1000 de vehicule pe oră, reducerea conținutului de oxizi de azot din aer la nivelul solului a fost de 60%.
Unii experți au fost sceptici cu privire la descoperirea angajaților Italcementi: în opinia lor, este necesar să se reducă nivelul emisiilor de substanțe nocive și să nu se distrugă rezultatul lor - smogul . În plus, aproape toți catalizatorii tind să-și piardă eficiența în timp. În timp ce oamenii de știință rezolvă această problemă, suntem lăsați să admirăm pereții albi ca zăpada ai Bisericii lui Dio Padre Misericordioso, sclipind în comparație cu cusăturile dintre plăcile de beton care nu au fost acoperite cu pământ de titan.
Și o altă capodoperă a arhitecturii moderne, a cărei fațadă este din beton fotocatalitic, a fost construită la Milano în 2015. Creatorii ei au fost dezvoltatorii de la Nemesi & Partners . Construcția acestei structuri uimitoare a fost programată pentru a coincide cu deschiderea expoziției științifice EXPO din Italia în 2015 . Arhitectura sa interesantă, panourile solare de pe acoperiș care asigură complet electricitatea clădirii și materialul principal de fațadă - betonul fotocatalitic, au personificat perfect această expoziție ca o descoperire în domeniul construcțiilor.
Betonul fotocatalitic este fabricat folosind o tehnologie prin care nanoparticulele de catalizator, dioxid de titan (TiO2) , sunt adăugate la formularea betonului . Această substanță accelerează reacția chimică de fotocataliză , care are loc sub acțiunea luminii solare care cade pe suprafața betonului. Rezultatul este o „auto-curățare” a suprafeței de beton.
Cercetările arată că betoanele fotocatalitice au activitate fotocatalitică și pot purifica aerul, de exemplu, din oxizi de azot sau compuși organici volatili. Adăugarea de dioxid de titan în ciment îmbunătățește proprietățile mecanice ale betoanelor rezultate. În ciuda acestor avantaje, unele dezavantaje mai există, din păcate:
Cu toate acestea, avantajele betoanelor fotocatalitice, cum ar fi purificarea aerului atmosferic de poluare, proprietățile mecanice sporite și proprietățile de autocurățare, fac din aceste betoane materialul de construcție al viitorului apropiat. Activitatea fotocatalitică a betoanelor pe bază de dioxid de titan cu curățarea regulată a suprafeței active se menține la mulți ani de la începerea utilizării. Pe baza analizei metodelor de determinare a eficacității betoanelor fotocatalitice au fost identificate cele mai bune condiții de aplicare a acestora și s-au tras concluzii cu privire la utilizarea metodelor standard de încercare pentru betoanele fotocatalitice.
Faptele utilizării betoanelor fotocatalitice în condiții urbane reale pe teritoriul Federației Ruse nu sunt cunoscute. Sunt cunoscute doar experimente de laborator privind utilizarea betoanelor fotocatalitice în studiile de teren pentru a determina eficacitatea acestora. În legătură cu perspectivele de utilizare și dezvoltare a betoanelor fotocatalitice în 2016, un document de reglementare GOST R 57255-2016 „Betonuri auto-curățante fotocatalitic active. Specificații” [1] , care a fost elaborat de Institutul de Cercetare, Proiectare și Tehnologie a Betonului și Betonului Armat. A. A. Gvozdev este o subdiviziune structurală a JSC NIC „Construcții”. Metodele de testare conform GOST R 57255-2016 nu se referă la determinarea eficacității utilizării betoanelor fotocatalitice într-un mediu urban real.