Исследователи из Fraunhofer WKI разработали льняную ткань с покрытием на биооснове в качестве основы для армирования натуральными волокнами. Возобновляемые натуральные волокна, доступные в регионах или по всей Европе, и частично биосодержащее покрытие способствуют улучшению углеродного следа в строительной отрасли.
Бетонные компоненты, армированные текстилем, с устойчивым армированием из натуральных волокон обладают достаточным сцеплением и устойчивостью к растягивающим нагрузкам для использования в строительстве. Это было проверено исследователями из Fraunhofer WKI в сотрудничестве с Университетом прикладных наук Бибераха и промышленным партнером Fabrino. Таким образом, в будущем армированные текстилем компоненты с армированием из натуральных волокон могут заменить традиционные железобетонные компоненты и улучшить экологический баланс в строительной отрасли.
В настоящее время неметаллическая арматура для бетонных элементов часто изготавливается из различных синтетических волокон — например, из стекла или углеродных волокон. Экологичной альтернативой синтетическим волокнам является лен или другие натуральные волокна. Они широко доступны и отличаются высокой экологичностью, в том числе благодаря возобновляемой сырьевой базе, преимуществам при переработке и меньшим энергозатратам при производстве. Именно здесь и развернули свою деятельность исследователи из Fraunhofer WKI и Университета прикладных наук Бибераха в сотрудничестве с промышленным партнером. Их целью было продемонстрировать, что армирующие материалы из текстильных волокон так же пригодны для использования в строительстве, как и синтетические волокна.
«В Fraunhofer WKI мы изготовили льноткани из пряжи льняного волокна на ткацком станке. Для повышения экологичности мы протестировали обработку льняной пряжи для улучшения прочности на разрыв, долговечности и адгезии, которая является экологически выгодной по сравнению с обработкой на основе нефтепродуктов», — объясняет Яна Винкельманн, руководитель проекта в Fraunhofer WKI. В процессе нанесения покрытия широко используемая эпоксидная смола на нефтяной основе была успешно заменена пропиткой на частично биологической основе.
В Университете прикладных наук Бибераха исследователи проверили прочность сцепления и несущую способность при растяжении, а также одноосную несущую способность при изгибе бетонных компонентов с текстильной арматурой из льняных волокон. Ученые пришли к выводу, что компоненты, армированные текстилем на основе натуральных волокон, с пропиткой на биооснове являются принципиально пригодными. Пригодность была продемонстрирована как значительным увеличением разрушающей нагрузки по сравнению с неармированными и недостаточно армированными бетонными компонентами, так и мелкодисперсным распределением трещин.
В целом, доступные на региональном или общеевропейском уровне возобновляемые натуральные волокна и покрытие на частично биологической основе способствуют снижению выбросов CO2 в строительной отрасли. В результате перед энерго- и сырьеемкой строительной отраслью открываются новые возможности для удовлетворения все более строгих требований к экологии и устойчивому развитию. «Бетоны, армированные текстилем, позволяют создавать более легкие и тонкие конструкции и, следовательно, дают свободу архитектурных решений. Мы хотели бы продолжить наши исследования многочисленных возможностей применения бетонов, армированных натуральными волокнами», — говорит Кристина Хакстер, сотрудник Fraunhofer WKI.