В строительстве набирает популярность люмобетон — современный декоративный материал, в который добавляют фотолюминесцентный пигмент. Днем он накапливает солнечную энергию, а ночью преобразует ее в свет. Такой бетон создает необычную подсветку сооружениям и расширяет дизайнерские возможности. Он может применяться в облицовке фасада, обустройстве сада, при мощении тротуара и даже в интерьере дома. Однако при всех своих эстетических качествах должен оставаться долговечным и стойким к внешним воздействиям. Ученые Пермского Политеха выявили наиболее эффективный способ введения фотолюминесцентного пигмента в состав материала. Технология обеспечивает долговременное и интенсивное светоизлучение, а также сохраняет его функциональные характеристики без увеличения себестоимости выпускаемой продукции.
Статья опубликована в журнале «Современные технологии в строительстве. Теория и практика», 2024 год. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Люмобетон — это результат инновационного сочетания традиционных компонентов и современных добавок. Его эффективность и качество зависят от выбора состава и условий применения фотолюминесцентного пигмента, а также от способа его введения в бетонную смесь. Зачастую на практике добавки могут снижать физико-механические свойства бетона, не обеспечивая стабильные и высокие показатели интенсивности свечения. Также введение дорогостоящих компонентов приводит к повышению себестоимости выпускаемой продукции.
Ученые Пермского Политеха предлагают способ объемного введения пигмента в структуру стекла — «люминофор в стекле», которое в последующем вводится в качестве заполнителя в состав бетонной смеси.
— Для получения композита «люминофора в стекле» за основу берется измельченное закаленное стекло, которое смешивается с порошком люминофора в соотношении 30:70. Полученная смесь спекается в печи, остужается и измельчается до размера 5 мм. Такой способ объемного введения пигмента в структуру стекла и последующее добавление полученной крошки в состав бетона — это наиболее оптимальный с точки зрения получения устойчивых во времени декоративных свойств фотолюминесцентных бетонов, — рассказывает Степан Леонтьев, доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Ученые Пермского Политеха сравнивали разработанную технологию с аналогами и по ГОСТу проверяли устойчивость фотолюминесцентного пигмента к внешним факторам, в том числе погодным условиям и механическим воздействиям. В отличие от поверхностного покрытия, его уникальное объемное введение в состав стекла обеспечивает долговечный эффект свечения изделий. Со временем пигмент не истирается, не вымывается и не выкрашивается.
Политехники отмечают, что для снижения расхода дорогостоящей части смеси светящийся компонент можно вводить лишь в состав лицевого слоя изделия, тогда как основной объем бетона будет из базовой рецептуры. Кроме того, лицевая поверхность может изготавливаться в различных конфигурациях и в любом положении.
Предлагаемая учеными Пермского Политеха технология создания люмобетона позволяет достичь более долговременного и интенсивного светоизлучения, которое сохраняется даже после многократных циклов светонасыщения пигмента без ухудшения характеристик бетона и увеличения себестоимости выпускаемой продукции.