Wyobraźmy sobie kostkę brukową o właściwościach pomagających oczyszczać powietrze. Nowoczesne technologie przychodzą z pomocą nie tylko naszym budynkom, ale również naszemu środowisku.
Przemysł budowlany, zwłaszcza w zakresie chemii budowlanej, znajduje coraz więcej zastosowań dla nanotechnologii. Dzieje się tak dlatego, że zastosowanie już niewielkich domieszek nanoskładników, powoduje znaczne polepszenie właściwości materiałów budowlanych i wykończeniowych.
Do wyboru mamy różne rodzaje cementów, tynków i podobnych produktów, które swoimi właściwościami mogą zadziwić nawet „rasowych budowlańców”.
Nowością są także budynki o samoczyszczących elewacjach. Dwutlenek tytanu, dodawany do tynków, w wyniku fotokatalizy uaktywnia się, powodując odrywanie się zanieczyszczeń, które następnie dają się łatwo usunąć z deszczem. Dzięki tej technologii łatwiej pozbędziemy się także niechcianego graffiti z naszych ścian. Innym ciekawym rozwiązaniem są tynki zewnętrzne zawierające niewielki ładunek elektrostatyczny, powodujący „odpychanie” zanieczyszczeń. Sprawia to, że elewacje nawet po kilku latach wyglądają świeżo i czysto.
TiO2 ma także inną ciekawą właściwość – pozwala pozbyć się nieprzyjemnych zapachów wewnątrz pomieszczeń. Z tego też powodu farby z dodatkiem dwutlenku tytanu znalazły zastosowania również w pomieszczeniach, pomagając usunąć zapach dymu papierosowego.
Również cementy, zawierające dwutlenek tytanu mają szczególne właściwości. Nadają się do wielu zastosowań, między innymi:
•produkcji kostki brukowej
•produkcji dachówki cementowej
•produkcji elementów fasadowych
•produkcji ekranów akustycznych i ochronnych w budownictwie drogowym
•produkcji tynków i farb cementowych
•innych, w których można stosować je jako zamiennik dla tradycyjnych cementów
Jak to działa?
Cement zawierający dwutlenek tytanu TiO2 – fotokatalizator aktywnie usuwający tlenki azotu obecne w zanieczyszczonym powietrzu, poprzez swoje fotokatalityczne właściwości utlenia szkodliwe tlenki azotu NOx do nieszkodliwych jonów azotanowych NO3- . Cała reakcja przebiega pod wpływem światła – stąd efektywne stosowanie cementu dotyczy głównie powierzchniowych warstw betonu. Jony azotanowe NO3- nie są toksyczne ani szkodliwe dla zdrowia, a reagując z wodorotlenkiem wapnia Ca(OH)2 na powierzchni betonu tworzą sole (azotany), które są spłukiwane przez deszcz.
Szybkość fotokatalitycznego utlenienia zależy od intensywności promieniowania słonecznego UV. W warunkach laboratoryjnych 40% NOx jest natychmiast redukowane do NO3-.
Ciekawą własnością jest fakt, że do przebiegu takiej reakcji nie trzeba wykonywać żadnych czynności dodatkowych. Naturalne światło dzienne jest wystarczające dla szybkiego przebiegu fotokatalitycznego utlenienia. Właściwości produktów na bazie takich cementów nie zanikają w czasie procesu redukcji NOx, co zapewnia długotrwały efekt oczyszczania powietrza.
Nanokrystaliczny dwutlenek tytanu TiO2 jest nieszkodliwym i nietoksycznym związkiem dla człowieka i środowiska. TiO2 jest powszechnie stosowany do produkcji kosmetyków, barwników, farb.
„Zasady stosowania cementu fotokatalitycznego w produkcji betonu i elementów prefabrykowanych są identyczne jak w przypadku standardowych cementów powszechnego użytku” – mówi Krzysztof Szerszeń, Inżynier Specjalista ds. Nowych Produktów Górażdże Cement – „Właściwości fizyczne i mechaniczne cementu fotokatalicznego spełniają wymagania normy EN 197-1 „Cement – Część 1. Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku” i są w zupełności bezpieczne dla środowiska i ludzi.”
Trudnością w naprawie konstrukcji betonowych jest umieszczenie materiału naprawczego w miejscu, w którym jest on potrzebny. I tutaj z pomocą przychodzi nam nanotechnologia.
Kompozyty epoksydowo-cementowe wykazują ciekawą właściwość samonaprawczą. W przypadku przeciążenia konstrukcji i pojawienia się mikrorys mikrokapsułki z żywicą epoksydową uwalniają żywicę, która wypełnia rysy i ulega utwardzeniu, wypełniając ubytki.
Technologia ta jest już stosowana do konstrukcji, które mogą ulegać przeciążeniom.
Preparaty te w przypadku pożaru nie emitują też szkodliwych dla zdrowia związków.
Certyfikaty dla produktów fotokatalitycznych
Certyfikacji, a raczej badaniom potwierdzającym aktywność fotokatalityczną, podlegają wszystkie wyroby na bazie cementu, które są oznaczone znakiem towarowym TX Active®. Jest to międzynarodowy znak dla produktów o właściwościach fotokatalitycznych.
Umieszczenie oznakowania jest prestiżową deklaracją producenta spoiwa, zaprawy, betonu lub elementu betonowego, świadczącą, że produkuje on ekologiczny materiał spełniający wymogi ochrony człowieka i środowiska, stosuje technologię wysokiego zaawansowania redukującą zanieczyszczenie powietrza, a także produkowane elementy w znaczący sposób podnoszą jakość życia.
Umieszczenie znaku TX Active® podlega umowie sublicencji na wytwarzanie, promowanie, użytkowanie i sprzedaż produktów fotokatalitycznych. Produkty muszą być zgodne ze standardami jakości, określonymi przez licencjodawcę. Produkty muszą zapewniać co najmniej średnią aktywność fotokatalityczną, co w głównej mierze zapewnia, iż jakość ta będzie odpowiednia dla rynku. Strony wyraźnie uzgadniają, że w ramach wytwarzania i sprzedaży produktów licencjobiorca będzie przestrzegał dobrej praktyki handlowej i przemysłowej.
Ile kosztują nowe technologie?
Preparaty zawierające dodatki w postaci czy to tlenku tytanu, czy też nanocząsteczek srebra bywają droższe niż tradycyjne produkty, lecz nie należy się tym zrażać, gdyż w czasie użytkowania koszty w niedługim czasie zwracają się, a właściwości prozdrowotne są w tym wypadku właściwie nie do przecenienia.
Również kusząca wydaje się perspektywa braku konieczności ciągłego czyszczenia i odnawiania elewacji, zwłaszcza w przypadku budynków o trudnym dostępie. Również właściwości samooczyszczające elementów z betonu na bazie fotokatalitycznych cementów – na przykład popularnej w ostatnim czasie kostki brukowej – są bardzo atrakcyjne w długoterminowym stosowaniu.
Jeżeli jednak preparat przedstawiany jako nanotechniczny jest wyjątkowo tani, warto sprawdzić czy określenie nano nie jest tylko chwytem marketingowym producenta, w celu podniesienia sprzedaży produktu. W takim przypadku po użyciu produktu niestety nie jesteśmy w stanie sprawdzić, czy ma on swoje właściwości deklarowane przez producenta. Na efekty będziemy musieli czekać kilka lat, bez pewności, czy zapłaciliśmy za nową technologię, czy tylko padliśmy ofiarą marketingowego bubla.