Хром против окалины: металлические жаростойкие печи

Чем и как покрасить буржуйку из металла

Отправим материал на почту

  • Зачем нужно красить
  • Какая краска подойдет
  • Виды красок
  • Самодельные варианты
  • Промышленные решения
  • Традиционная технология нанесения
  • Подготовка поверхности
  • Нанесение состава
  • Нестандартные методы окрашивания
  • Побелка
  • Воронение
  • Заключение

Печка-буржуйка – простое и практичное устройство, которое работает на доступных видах топлива. При помощи агрегата можно обогреть дачу, гараж или отдыхающих на природе людей (рыбаков, туристов). Чтобы придать конструкции привлекательность, поверхности периодически окрашивают. В обзоре подробно разберем подходящие средства и способы нанесения.

Зачем нужно красить

У прочного и практичного металла есть один недостаток – подверженность коррозии. Под воздействием кислорода материал разрушается, теряя положительные качества. Процесс ускоряется при постоянной высокой температуре, что приводит к быстрой деградации сырья.

Окрашивание железной буржуйки – обязательное требование как для готовых, так и для самодельных моделей. Любой металл выгорает со временем. Стальные конструкции горят быстрее. Из-за толщины стенок печки из чугуна живут дольше, но необратимые процессы уже запущены.

Слой краски защищает материал от негативных реакций во влажных условиях. Если буржуйку используют в роли каменки в бане, то соединение воды и высокой температуры приводит к окислению металла. Например, черная углеродистая сталь покрывается ржавчиной после первой эксплуатации. Коррозия грозит и при установке печки под открытым небом при морозах.

Какая краска подойдет

Обычные лакокрасочные материалы для буржуйки нельзя использовать. Горящее внутри конструкции топливо (дрова, уголь) создает температуру, достигающую 1000 С. Традиционная масляная краска в таких условиях пойдет пузырями и отслоится.

При выборе эмалей и лаков для металлических печек обращают внимание на термостойкость. Характеристика указывает на максимальное сопротивление жару при эксплуатации. В инструкции должны быть показатели в пределах 600-1000 С. Параметр жаростойкости определяет отношение ЛКМ к температуре в границах 200-600 С, что подходит для радиаторов, но не для буржуек.

Краска для печек из металла не должна бояться влажности. Водоотталкивающие свойства сырья оградят конструкцию от коррозии при эксплуатации в бане или на улице. Плюсом будут добавки от перепада температур и возможности использования при морозах.

Краска для буржуйки должна быть безопасной. Жар в металлической печи у покрытия провоцирует выделение химических испарений. Если материал сделали из токсичных ингредиентов, то такое устройство грозит жизни и здоровью окружающих. Особенно опасно применение ядовитых ЛКМ в закрытых помещениях (бане, гараже).

Виды красок

Термостойкие покрытия для буржуек должны быть крепкими, долговечными и простыми в использовании. Средства можно купить готовыми в строительном магазине или сделать из подручных материалов. Разберем основные виды ЛКМ для металлических печей.

Самодельные варианты

Жаропрочную эмаль-«серебрянку» создают из вещества, известного под названием «жидкое стекло». На этикетке присутствует надпись силикат калия. В застывшем виде у средства высокая механическая прочность и устойчивость к предельным температурам, что актуально для буржуек.

В 1 л жидкого вещества добавляют 500 г алюминиевой пудры. Если нужно меньшее количество краски, то на 100 мл стекла берут столовую ложку порошка. Аккуратно смешивают оба ингредиента, избегая образования комков. Компоненты стоит объединить в бутылке и тщательно взболтать.

Видео описание

Термостойкая краска из жидкого стекла.

Цветную термоустойчивую эмаль можно сделать из скипидара (ПФ-283), лака и гуаши нужного оттенка. Ингредиенты смешивают кисточкой или деревянной палочкой в емкости до однородного состояния. Если в смесь не добавлять краску, то состав получится невзрачным матовым.

Промышленные решения

Хорошую термоустойчивую эмаль предлагает бренд «Ханса», которую можно найти в 16 оттенках. Средство выпускают как в традиционном жидком виде, так и в форме аэрозолей. При нагревании до 800 С вещество не теряет качеств. Лакокрасочный материал применяют во время работы с металлом, подходит для нержавеющей стали.

Российский производитель «Элкон» предлагает термоустойчивую эмаль, предназначенную для защитного окрашивания металлического оборудования, в том числе печек-буржуек и дымоходов. Плюсы средства:

  • эксплуатация при высоких температурах (от -60 до +1200 С);
  • антикоррозионные свойства;
  • не выделяет ядовитых веществ;
  • устойчива к воздействию агрессивных сред;
  • палитра из 23 цветов.

Производитель «Кудо» выпускает краски, созданные на кремнийорганической основе. Очень крепкие эмали выдерживают температуру в пределах 600 С. Средства предлагают в аэрозольных баллончиках по 520 мл.

Если буржуйку поставят в баню, то лучше отдать предпочтение специальной эмали для металла «Termal» (ТМ «Tikkurila»). Краску делают на основе алкидной смолы. Если печку прогреть до 200 С, то только что окрашенная поверхность в течение часа затвердеет. Выпускают в серебристом и черном цветах.

Видео описание

Чем покрасить печь. Термостойкая краска.

Традиционная технология нанесения

Обычные металлические буржуйки можно красить как жидкой эмалью, так и аэрозольными видами. Чтобы конструкция со временем не пожелтела, рекомендуем отдавать предпочтение темным оттенкам. У глянцевых составов низкий процент теплоотдачи, поэтому выбирают матовые варианты.

Подготовка поверхности

С внутренних и внешних стенок металлической печки удаляют грязь и ржавчину. Процедуру лучше провести жесткой щеткой или болгаркой с наждачным кругом. Остатки окислов можно смыть при помощи 5% раствора серной кислоты. Средство наносят на поверхность, потом смывают хозяйственным мылом и чистой водой.

Трещины, мелкие сколы маскируют силиконовым герметиком, устойчивым к воздействию высоких температур. Перед окрашиванием стенки металлической буржуйки обязательно обезжиривают растворителем или спиртом, потом обрабатывают грунтовкой. Пол вокруг конструкции от пятен защищают тканью или бумагой.

Нанесение состава

Металлическую печку проще всего красить аэрозольными видами. Чтобы ингредиенты равномерно распределились, баллончик тщательно взбалтывают в течение нескольких секунд. При распылении емкость располагают в 35-40 см от буржуйки. Поверхности окрашивают в 3 слоя, между каждым нанесением выдерживают время для высыхания, которое указано в инструкции.

Читайте также:
Шашлык из баранины: особенности выбора мяса

При работе с жидкой эмалью понадобятся дополнительные инструменты. Если необходимо равномерное покрытие, тогда лучше использовать краскопульт. Материал разводят до нужной консистенции, после чего можно приступать к нанесению.

Если для окрашивания применяют кисть, тогда берут несколько инструментов разной толщины. Стандартные виды подойдут для основной поверхности печки, тонкие (круглые, плоские) – для обработки труднодоступных участков. Краску перед началом работ размешивают палочкой, если нужно, разбавляют растворителем. Эмаль наносят в 2-3 слоя, высушивая поверхность перед каждой процедурой.

Перед началом эксплуатации металлическая буржуйка должна высохнуть. Испортить внешний вид покрытия может случайно упавшая капля, лист или пыль. На качество просушки влияет уровень влажности и температура окружающей среды. Красить стоит в сухую, теплую и безветренную погоду.

Минимальный гарантийный срок окрашенной поверхности – 3 года. При нарушении технологии нанесения или высушивания эмаль начинает растрескиваться уже через 12 месяцев. Незначительные сколы при механических повреждениях можно закрасить локально. При большом разрушении покрытие снимают и повторяют процесс.

Нестандартные методы окрашивания

Защита металла от коррозии – основная причина нанесения красок на поверхности печек. Если человек не хочет возиться с эмалями, тогда существуют альтернативные варианты окрашивания. Разберем 2 самых популярных вида.

Побелка

Если конструкцию буржуйки облицевали кирпичом, то оградить металл от выгорания и ржавчины поможет известь. Перед началом работ поверхность очищают от пыли и грязи. Растрескавшуюся штукатурку снимают, стенки выравнивают, трещины заделывают свежей шпаклевкой.

Раствор для побелки разводят в ведре или в другой емкости, в которой удобно размешивать ингредиенты. Известь и воду соединяют в пропорциях 1 к 1. В отдельной банке растворяют столярный клей, после чего переливают к основе. На 10 л жидкости понадобится 100 мл вещества.

Проверить готовность известкового раствора поможет кусок стекла, которое фиксируют в вертикальном положении. Если капля побелки растечется на 3 см и более, то состав готов. Густоту корректируют добавлением воды.

Известковая смесь после высыхания будет белой. Если внести в раствор синьку, то средство не пожелтеет при эксплуатации, а цвет станет более снежным. В вещество для тонировки часто добавляют:

  • пасту для краски;
  • марганцовку;
  • зеленку.

Побелку на кирпичную стенку металлической буржуйки наносят специальной малярной кистью или валиком с ворсом средней длины. Для качественного окрашивания достаточно двух слоев. Первый ярус должен быть чуть толще, чем второй. Между процедурами просушивают поверхность.

Чтобы предупредить возникновение полос на побелке, в состав добавляют щепоть соли. Во время работы инструмент двигают только в одном направлении – горизонтально или вертикально. Если нарушить порядок, то на поверхности появятся неряшливые следы.

Воронение

Технологию называют «вечным окрашиванием». Из-за воздействия химических растворов и температур металл приобретает благородную черненую поверхность. На стали или чугуне возникает тонкая (10 мм) и прочная пленка. Защитный элемент не позволяет распространяться коррозии, а уже имеющуюся ржавчину удаляет. Слой не боится перепада температур и не разрушается от влажности.

Воронение используют на тех металлах, которые в будущем не станут окрашивать. Для химических процессов по горячей технологии нужен специальный раствор. В 1 л воды добавляют 280 г фосфорной кислоты и 15 г – винной. Полученную жидкость наносят кистью на очищенную и отполированную поверхность буржуйки. Избыток вещества смывают хозяйственным мылом.

Обработанную печку разогревают до 150 С. Раствор каустической соды распыляют из пульверизатора. Средство оставляет ожоги, поэтому кожу защищают одеждой, слизистые – респиратором, глаза – очками. При постоянном поддержании температуры через 60 минут металл почернеет.

Холодное воронение происходит без разогрева печки. Раствор из треххлористой сурьмы и оливкового масла (1:1) тщательно втирают в металлическую поверхность печки, которую предварительно обработали кислотой и мылом. Средство наносят каждый 24 часа, снимая старый и нанося новый слой. Процедура очень трудоемкая и длительная, но окупится декоративным видом и стойкостью к ржавчине.

Заключение

Окрашивание защитит поверхность металлической буржуйки от коррозии и выгорания. При выборе эмали отдают предпочтение вариантам, устойчивым к высоким термическим нагрузкам. Облицованную кирпичом печку лучше покрыть известью. Если использовать технологию воронения, то конструкцию больше не нужно будет красить.

Металл для печей и труб в бане

Любителю бани приходится иметь дело с раскалённым металлом и не так уж редко. Посмотрим, что нас окружает в бане.
1. Печные приборы для кирпичной печи. Иногда и топочная дверка раскаляется докрасна.
2. Металлическая печь (МП) довольно часто раскаляется докрасна – стенки её при этом коробятся.
3. Металлическая труба печи очень легко раскаляется докрасна (см. далее эксперименты в Воронеже).
4. Бункер для камней, который раскаляют внутри металлической или кирпичной банной печи-каменки.
В последнем случае накал металла происходит в условиях нагрузки (растяжения или сжатия) его весом камней или чугуна, которые лежат в этом бункере. И металл «плывёт» и рвётся. Появляется дым в парной и приходится заменять бункер. Металлические трубы значительной высоты тоже способны складываться в гармошку или скручиваться в спираль.
Обсуждение на ФорумХаус: http://www.forumhouse.ru/forum96/thread119065.html

Рис. 1. Пожар от раскалённых труб


Рис. 2б


5. Печь раскалена докрасна. Прогорел бункер для камней в банной печи. Поргорел на повороте дымоход

6. Прогорел глушитель. Внешняя декоративная коробка делается из стали aisi 430.

Металлы и сплавы.
Нас будет интересовать только то, что относится к бане.
Чтобы понять, а из какого металла надо делать печи и трубы, проследим теперь историю создания легированных сплавов. Различают три класса сталей и сплавов:
1. КоррозионноСтойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
2. ЖароСтойкие – в смысле окалиностойкие – стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах (окисление) при температурах выше 550 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
3. ЖароПрочные стали и сплавы – способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени без заметной остаточной деформации и разрушения и обладающие при этом достаточной жаростойкостью (стойкость к коррозии и к образованию окалины). Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность
Нержавейка – сталь легированная нержавеющая. В 1913 году Гарри Брирли (Harry Brearley), экспериментировавший с различными видами и свойствами сплавов, обнаружил способность стали с высоким содержанием хрома Cr сопротивляться коррозии в кислотной среде. Так началась эра нержавейки – сложнолегированной стали, устойчивой к коррозии в атмосфере и в агрессивных средах. Постепенно выяснилось, что коррозия происходит не только на поверхности металла, но и внутри между кристаллами при нагреве.
Любителя бани, который приобрёл металлическую печь (МП) и металлический дымоход особенно волнует вопрос, как изменяются свойства металла при нагревании его. На сегодня в этом плане утешительного мало. В том диапазоне температур, который наблюдается в топливнике МП (до 800-1000С) и в дымоходе ( до 700- 900С) происходит и высокотемпературная коррозия, и выгорание металла (образование окалины) и деградация прочности (в 8-10 раз). Поэтому желательно не перекаливать печь (не топить сверх меры), но это бывает сложно выполнить неопытному истопнику. Если есть стекло в дверке печи, то через него можно наблюдать за скоростью и завихрениями языков пламени, и слышать характерный его гул. Однако иногда возникает синдром «бешенного истопника» – так назвали на испытаниях в Воронеже ситуацию, когда дымоход раскаляется до верхних пределов. Здесь явно не хватает средств контроля и устройств для подавления «разгона» печи.

Читайте также:
Роликовый гриль для жарки сосисок для хот-догов

Неудивительно, что вероятность возникновения повреждения металла очень высокая. Наиболее распространенной причиной отказов оборудования является старение металла. Под воздействием высоких температур, давления, агрессивных сред, а также с учетом длительной эксплуатации в металле активно протекают процессы старения: деградация структуры и изменение механических свойств, которые отрицательно влияют на работоспособность печи и могут стать причиной его аварийного разрушения.
С форума РусБани: ¦Внесу небольшие наблюдения из своего опыта: На рынках продаётся приблизительно около 90 процентов печей для бань с открытой каменкой (анализ собственных продаж) в ценовом диапазоне 8-20 тыс. руб. Интересная закономерность: такое ощущение, будто печи не прогорают, а прогнивают! Производители обратите внимание на конструкцию дна каменки. На неё в среднем идёт нагрузка порядка 100 кг: бак, либо сетка с камнями, да плюс дымоход ! Никто дымоход не разгружает и он всей тяжестью давит на печь. В среднем бюджетная печь служит от 3 до 7 лет, смотря, с какой периодичностью топить. Интересные люди покупатели: у них печь прогорела года через 3, а они всё равно приходят и просят не то что того же производителя, а ещё и хотят ту же модель. Вот и приходится объяснять, что это то же самое только подверглось рестайлингу. Ржаветь в основном начинают либо сварочные швы либо дно каменки, которые в последствии и прогнивают-прогорают!
Кроме массы камней стоит обратить еще на один нюанс. При нагреве печи каменка металлическая увеличивает свой объем больше, чем камни. Камни проваливаются глубже. Затем при охлаждении печи каменка пытается восстановить свой объем, но не получается – камни заклинивает. В результате к следующему нагреву металл приходит в растянутом состоянии. ¦
———————–
Выше было написано про нержавейку.
Практика показывает, что при высоких температурах надо решать проблему не только коррозии и окалиностойкости металла для печи и дымохода, но и механической прочности (ползучести). Это задача совсем другая и для неё нужны другие металлы.

¦ Жаропрочные сплавы — металлические материалы, обладающие высоким сопротивлением пластической деформации и разрушению при действии высоких температур и окислительных сред. Начало систематических исследований жаропрочных сплавов приходится на конец 1930-х годов — период нового этапа в развитии авиациии, связанного с появлением реактивных и газотурбинных двигателей (ГТД).
Жаропрочные сплавы могут быть на алюминиевой, титановой, железной, медной, кобальтовой и никелевой основах. Наиболее широкое применение в авиационных двигателях получили никелевые жаропрочные сплавы, из которых изготавливают рабочие и сопловые лопатки, диски ротора турбины, детали камеры сгорания и т. п. В зависимости от технологии изготовления никелевые жаропрочные сплавы могут быть литейными, деформируемыми и порошковыми. Наиболее жаропрочными являются литейные сложнолегированные сплавы на никелевой основе, способные работать до температур 1050—1100C в течение сотен и тысяч часов при высоких статических и динамических нагрузках.
История. Первые жаропрочные стали для газотурбинных двигателей были разработаны в Германии фирмой Krupp в 1936—1938 годах. Высоколегированная аустенитная сталь Тинидур создавалась как материал рабочих лопаток турбины на температуры 600—700С. Тинидур — аустенитная сталь с дисперсионным твердением (Ni3Ti) и карбидным упрочнением. В 1943-44 годах годовое производство Тинидур составляло 1850 тонн. Институтом DVL и фирмой Heraeus Vacuumschmelze были разработаны аустенитые стали DVL42 и DVL52 (названия в Англии) на более высокие рабочие температуры 750—800C.
Длительная прочность жаропрочных сплавов при трёх температурах, МПа[8]
Например, сплав MAR-M246 имеет длительную прочность 124 МПа после 1000 часов выдержки при 982 °C.
Т° и часы

В Германии 1940-х годов среди разработчиков авиационных ГТД существовало стремление повысить температуру газа перед турбиной до 900C. С этой целью институт DVL совместно с рядом фирм экспериментировал с аустенитными сложнолегированными сплавами. В ходе войны была признана невозможность подобного решения по причине острого дефицита в Германии легирующих элементов. В результате исследования приняли два направления:
1) создание полых охлаждаемых воздухом лопаток (рабочих и сопловых) при соответствующем снижении легирования используемых материалов;
2) исследование возможностей керамических материалов.
К 1942 году в Великобритании создан жаропрочный сплав нимоник-80 — первый в серии высокожаропрочных дисперсионно-твердеющих сплавов на никель-хромовой основе. Создатель сплава — сэр Уильям Гриффитс (Griffiths W.T.) Основа сплава нимоник-80 — нихром (80 %Ni — 20 %Cr), известный своей высокой жаростойкостью и высоким электрическим сопротивлением. Ключевыми легирующими элементами сплава нимоник-80 являлись титан (2,5 %) и алюминий (1,2 %), образующие упрочняющую фазу.
Основу жаропрочных сплавов, как правило, составляют элементы Fe, Co, Ni (VIII группа табл. Менделеева). До 1940-х годов основу жаропрочных сплавов составляли железо или никель. Добавлялось значительное количество хрома для увеличения коррозионной стойкости. Добавки алюминия, титана или ниобия увеличивали сопротивление ползучести. В некоторых случаях образовывались хрупкие фазы из-за образования карбидов. В конце 40-х годов почти прекратили использование железа как основы жаропрочных сплавов. Предпочтение начали отдавать сплавам на основе никеля и кобальта. Это позволило получить более прочную и стабильную гранецентрированную матрицу.
В конце 1940-х годов была обнаружена возможность дополнительного упрочнения жаропрочных сплавов путём легирования молибденом. Позже для этой же цели начали применять добавки таких элементов, как вольфрам, ниобий, тантал, рений и гафний.

Читайте также:
Стоит ли становиться печником?

Огонь, Камень и Металл.
Сказка.

1. Звезда. Когда-то из крохотного сгустка Вселенной образовалась Звезда, которую впоследствии назвали Солнцем . Это море и буйство Огня.
Потом от звезды оторвался кусочек – он остыл и образовалась Земля, на которой поселилась частица Огня, и его антипод – Вода. Огонь был очень прожорливым, ибо от этого зависела его жизнь. Но на остывшей Земле Огню было мало что жечь.
2. Огонь и жизнь на Земле. Постепенно в далёком прошлом образовались 4 стихии – Земля (Камень), Вода, Огонь и Воздух. Долго кроме них не было больше ничего на Земле. Но предприимчивый и неугомонный Огонь, любил играть в свои огненные игры (часто в виде молний) с Воздухом, Водой и Землёй и случайно какой-то искрой породил жизнь. Так появилась живность в воде, потом деревья на суше, а потом и люди, которые жили на Земле между деревьями, пили Воду, дышали Воздухом. Для Огня же самым вкусным блюдом стало дерево. Он его легко сжигал и всюду за ним охотился. Не брезговал и всем другим – жёг всё без разбора. А Воздух при этом был вроде приправы – без него невкусно было, и Огонь переставал жечь, даже дерево. Когда Огонь утолит свою прожорливость, сжигая всё в округе, он затихает, становится маленьким и как бы добрым – перестаёт обжигать и согревает всё вокруг. Голодный Огонь всё пожирает и уничтожает вокруг себя – жестокость его не знает предела. Лишь Камень мог встать на его пути и остановить его. И Вода – мягкая, добрая Вода могла усмирить Огонь.

С давних времён человек боялся, но старался понять окружающие его стихии, жил в них, поклонялся им. Он научился различать сильные и слабые стороны этих стихий. Огонь боится Воды, но может её нагреть. Камень утонет в Воде, но победит Огонь. Без Воздуха Огонь задохнётся, но воздух не проникает через Камень и Воду и т.д. Как в детской игре – «камень, ножницы, бумага» – ножницы режут бумагу, но она обёртывает камень – а тот тупит ножницы. Каждый силён и слаб по-своему.
3. Огонь и металл. 5 тыс. лет назад человек случайно заметил, что камень, раскалённый в огне, выделяет какое-то другое вещество, которое впоследствии назвали Металлом. Первым металлом была медь. С помощью каменных и костяных орудий стали добывать медную руду, а с помощью огня и камня выплавляли медь. Из неё научились получать бронзу, добавляя другие вещества в расплав.
Начался «Бронзовый век».
Металлические орудия труда помогли освоить ещё один материал – дерево. Металл и живое дерево – это не стихии – они вторичны, по отношению к стихиям.
Дерево использовали в качестве топлива для получения огня – специально подготовленные поленья пережигали в уголь, и в каменных формах отливали металл, родителями которого были Огонь и Земля. Кроме этого дерево рубили, тесали, обрабатывали и использовали для постройки жилья. Хотя во многих более тёплых местах жильё было из камня. Слабым местом дерева является его неспособность противостоять гнили во влажной среде, а также его легко сжигал Огонь.
4. Человек в бане. Любовь человека к теплу и воде подтолкнули его к тому, что все четыре стихии он перенёс к себе в жильё и построил баню. В каменном очаге горел огонь, в сосуде грелась вода, на раскалённых огнях получали пар – всё это нравилось человеку – любителю бани. В жарких странах баню строили из камня (деревьев там мало).
А в холодных северных странах строили из дерева, т.к. там много лесов и оно хорошо сохраняет тепло, хоть и не огнестойкое и подвержено гнили.
Шли годы, человек умнел, учился получать новые материалы, начал активно применять и металл, в том числе и для очага вместо камня.
Тут-то его и подстерегала опасность. Ведь металл – это не стихия. Он родился из камня в огне. А теперь человек вздумал заключить свирепый огонь в металл, в то, что само родилось в огне. И сегодня практика показывает, что огонь пока не готов принимать металл в качестве старшего товарища. Раскалённый огнём металл коробится, прогорает, образуется окалина – он не может противостоять настоящему огню. Небольшой огонь и тлеющие дрова он ещё терпит. Но возгордившийся человек, в своём стремлении покорить всё и вся вокруг в спешке не замечает тонких вещей. Не замечает того, что он начал действовать вопреки стихиям, противоречить им. Оглушённый современным ритмом жизни человек перестаёт понимать стихии, перестаёт слышать и слушать себя. В результате Огонь иногда вырывается на волю и уничтожает всё вокруг, как это было в прежние древние времена.
5. В книге Хошева Ю.М. [2002] говорится о том, как огонь не дружит с металлом
#… В нашей стране на основе анализа последствий пожаров разного рода металлических конструкций (эстакад, перекрытий нефтехимических цехов, рамных пролетов, каркасно-навесных ангаров и т. д.) уже давно запрещено строительство ответственных (в том числе высотных) зданий с несущими металлическими конструкциями уже незащищенного типа, особенно из закаленных и термически упроченных сталей.
Катастрофическое обрушение небоскребов в Нью-Йорке, построенных с применением стального каркаса, подтвердили справедливость подобных запретов – здания простояли ровно столько, сколько им полагалось простоять по нашим действующим пожарным нормативам. Причем, здания высотой 300 метров выстояли (оба!) под действием прямых ударов двухсоттонных самолетов, но обрушились (оба!) в течение часа под действием последующего пожара.
Поэтому везде, где возможно (и разумно), металл в напряженных несущих конструкциях меняют на железобетон. Кстати, именно из-за возможной потери несущей способности балок дымовые трубы и дымовые каналы запрещено располагать ближе, чем 130 мм от металлических балок, хотя последние и не горючи». #

Читайте также:
Нагрев вилки в водонагревателе: причины, как исправить

А теперь рассмотрим ситуацию, которую наблюдают сегодня любители бани, при использовании в бане металлической печи и металлических дымоходов.

Рис. s0.
6. Металлические печи. Металл проводит тепло гораздо лучше, чем камень, который любит поглощать тепло. И это проблема для человека, потому что металлические стенки легко проводят сквозь свои стенки жар огня и обжигают человека жёстким лучистым теплом, а также могут поджечь дерево или что-то другое вокруг себя. Приходится всё равно возвращаться к использованию камня, обкладывая им металлическую печь. Камень надёжно задерживает огонь и жёсткое тепло, но пока камень не насытится теплом, человек его не получит тепло для своего обогрева. И, кроме того, дрова в очаге дают избыток тепла, который невозможно поглотить и использовать в бане. Часть тепла от огня идёт на нагрев камня очага, часть тепла можно использовать на нагрев воды. Оставшуюся часть мы вынуждены удалять из бани – через трубу, которая проходит сквозь потолок и крышу. Традиционно, в соответствии с пониманием четырёх стихий, трубу сооружали из камня. Хотя было время, когда её сооружали из дерева, но быстро поняли, что дерево для огня – это сладкое блюдо, и отказались от таких труб. Сегодня, желая идти в ногу со временем, человек хочет заключать огонь в трубу из металла. И опять натыкается на упрямство огня, который мстит человеку за его непонимание. Много пожаров из-за этого терпят любители бани. Со своими горем они приходят на форум РусБани и обсуждают грустное положение дел.

Звезда – Солнце.

Рис. s1.


Рис. s2. Человек во все времена и при любых религиях жил в этих четырёх стихиях. Постепенно научился использовать их в своей деятельности.
Сначала люди очень боялись свирепости Огня, поклонялись ему, стремились его задобрить, приносили жертвы ему.
Рис. s3. Постепенно самые толковые заметили, что Огонь можно заключить в очаг из камня, и свирепость таким образом локализуется (хотя и остаётся опасной). Огонь, получив свою порцию веток деревьев, нагревает стены очага , и даёт мягкое тепло которое согревает людей. И они пользовались этим в холодные времена года в своих холодных пещерах – первых жилищах. Человек подкармливал Огонь ветками деревьев, а тот давал ему своё тепло. А когда Огонь слишком разыгрывался люди гасили его Водой.

В своём жилище и в бане человек научился помещать свирепый огонь в каменный очаг, заставляя его служить человеку, согревать его. Но иногда огонь вырывался на волю из очага (каменного мешка), вспоминал своё звёздное рождение и пожирал всё вокруг – и дерево и металл.

Рис. s4. От каменного очага в пещере человек перешёл к кирпичному очагу в жилье.

Рис. s5.

Термостойкая краска для печи – ТОП-7 лучших, характеристика цены

Всем хороша металлическая печка, быстро греет помещение, да и проблем с установкой стальной или чугунной топки бывает поменьше, чем в случае с кирпичной. Единственное, на что нужно обратить внимание, это защитное покрытие металла. Правильно покрасить железную печь в бане несложно, но нужно правильно выбрать краску и не заниматься самодеятельностью в процессе нанесения лакокрасочного покрытия.

У термостойкой краски вязкость не меняется с повышением температуры, но есть запах, поэтому металлические детали лучше красить за пределами бани

Краска для банной печи: требования

Даже далекому от печных дел человеку ясно, что нельзя вот так просто взять и покрасить банную печь из металла обычной краской, используемой для внутренних и наружных работ. Обычные эмали и лакокрасочные материалы на основе акриловых и полиуретановых соединений начинают обгорать уже при нагреве до 200оС. И даже при более низких температурах обычная краска подвергается деструкции, темнеет, трескается и в конечном итоге рассыпается в порошок.

Читайте также:
Солнечные батареи: преимущества и недостатки

Лакокрасочные материалы, которыми можно покрасить печь в бане, как минимум должны соответствовать четырем основным требованиям:

  • При длительном нагреве при высокой температуре не подвергаться вторичной полимеризации;
  • Не окисляться, не взаимодействовать с водой и влажной атмосферой бани;
  • Лакокрасочное покрытие должно выдерживать тепловой удар при попадании холодной воды на стенки печи;
  • Состав ЛКМ должен обеспечивать нормальное высыхание краски в домашних условиях, иначе нет смысла даже пытаться покрасить печь в бане, если покрытие не высохнет даже за несколько недель.

К сведению! Одним из важных качеств краски является хорошая укрываемость, без образования каверн или пор, и главное — получение минимально тонкого слоя покрытия.

Понятно, что при желании можно покрасить банную печь и в несколько слоев. В результате на поверхности печи образуется толстый многослойный корж краски, который плохо держится на металле, при этом существенно снижает теплоотдачу от топки в атмосферу бани. Получится ситуация, когда покрашенная печка будет выглядеть очень симпатичной, но при этом труба дымохода раскалится докрасна, а внутри самой бани будет холодно и сыро.

Кроме того, необходимо обращать самое пристальное внимание на состав краски для металлических “горячих” конструкций. Найти подходящую краску для того, чтобы покрасить металлическую печку, не так сложно, благо, для промышленности было разработано и выпускается огромное количество жаростойких и термостойких красок.

Качественная краска металлической печи для бани не должна давать глянец

Качественная краска металлической печи для бани не должна давать глянец

Другое дело, что все они, или, по крайней мере, подавляющее большинство ассортимента рассчитаны на промышленное применение, поэтому никаких поправок на экологичность и безвредность материала не существует. То, что продается сегодня на рынке и предлагается многими компаниями для покраски печи в бане, на самом деле является облегченным или улучшенным вариантом ЛКМ промышленного использования. Многие фирмы пытаются модифицировать классические термостойкие краски, убрав из их состава наиболее токсичные и вредные вещества, такие как толуол, бензол, летучие соединения на основе силоксанов и силикатов.

Тем не менее, существует реальный риск купить промышленную краску без каких-либо модификаций, покрасить нею котел в бане, а после высыхания все равно пару месяцев при каждом прогреве металлического корпуса печи в атмосферу будет выделяться небольшое количество токсичных соединений.

Какую часть печи нужно покрасить

Металлический корпус каменки или обычной печки может разогреваться до очень высоких температур. Топка из легированной стали легко прогревается до 500оС, корпус из нержавейки и того больше — до 600оС, с экраном температура может быть еще выше. Поэтому краска для банной железной печи как минимум должна выдерживать нагрев до 450-500оС.

Большинство металлических печей для бани разделяются на две большие группы:

  • Двухкорпусные конструкции, внутри металлического корпуса находится топка из нержавейки. Наружная обечайка разогревается до 300оС максимум, вот ее и можно покрасить хорошей термостойкой краской;
  • Однокорпусные конструкции из жаростойкой стали или чугуна. Например, буржуйка, стенки топки одновременно являются облицовкой металлической печи. Ее можно покрасить специальной порошковой керамической краской, либо вообще не красить, а нанести на металлическую поверхность защитное покрытие химическим способом, например, воронением.

Однокорпусные металлические печи из обычной углеродистой стали в бане использовать нельзя Даже при случайном попадании горячей воды на металл стенка быстро корродирует и прогорает. Никакая покраска остановить этот процесс не в состоянии.

Металлическую печь для бани из жаростойкой нержавейки лучше вообще не красить

Воронение

Воронение — химическая обработка металлических поверхностей. Выполняется для того чтобы увеличить защиту металла от образования ржавчины. Техника выполнения:

  1. Щеткой или наждачной бумагой зачистить металлические поверхности с помощью до появления блеска.
  2. Смешать 150 грамм фосфорной кислоты, 4 грамма бутилового спирта в 1 литре воды. Протереть металл получившимся раствором, чтобы исчезли окислы.
  3. Смыть остатки кислоты мыльной водой.
  4. Прогреть печное оборудование до 150 градусов.
  5. Нанести равномерный слой гидроксида натрия.

Останется дождаться высыхания защитного слоя, чтобы продолжать пользоваться печным оборудованием.

Предлагаем ознакомиться: Печная дверь со стеклом: преимущества и недостатки, как выбрать и установить самостоятельно подходящую дверцу для камина

Из-за возрастающей популярности металлических печей для бань, покупатели все чаще интересуются тем, нужно ли покрывать металл слоем краски. Это операция считается обязательной, поскольку повышает защиту материала от образования ржавчины.

Чем покрасить печку в бане

Независимо от выбранного материала и состава краски, металлическую поверхность необходимо зачистить до «белого» металла, не оставляя следов окисления ржавчины или жировых загрязнений. Под воздействием высокой температуры все это может стать причиной отслоения краски, в этом случае покрасить место скола не получится. Скорее всего, придется зашлифовать поврежденное место до металлического основания по всей плоскости печи, только потом можно будет выполнять ремонт и покрасить поверхность свежим слоем.

Термостойкая эмаль Цетра

Одна из наиболее популярных версий красок для покрытия высокотемпературных металлических конструкций. Производится компанией “Спектр”. Это один из наиболее удачных примеров конверсии материала промышленного использования в ширпотреб. Компания выпускает Цетру в 26 вариантах оттенков, температура эксплуатации в некоторых случаях достигает 900оС.

Но, прежде чем покупать термостойкую эмаль для покраски металлической печи, необходимо обратить внимание на два важных обстоятельства:

  • Производитель напрямую в документах и на упаковке не пишет, что Цетрой можно покрасить печку в бане. Используется более обтекаемая формулировка о том, что краска применяется для окрашивания теплотрасс и газопроводов, а также при работе с печами;
  • В состав термостойкой Цетры входят токсичные толуол и карбонилы металлов. Даже после окончательного высыхания необходимо как минимум две недели прожигать металлическую печь, для того чтобы избавиться от вредных компонентов.
Читайте также:
Мочалка из люффы: особенности,секреты изготовления

После окрашивания печь лучше всего сушить за пределами бани в течение двух суток при 25оС или 12 ч при температуре не менее 90оС. Только после этого можно выполнить протапливание на воздухе и возвратить печь в помещение бани. К преимуществам Цетры относится огромный, как для краски, срок службы, не менее 10 лет.

Эмаль антикоррозийная цинконаполненная

Один из способов защитить металлический корпус печи заключается в использовании специальных добавок, например, пылевидного цинка. В качестве основы обычно используются маловязкие композиции на основе полиуретановых или кремнийорганических полимеров. Такая окраска может выдержать, в зависимости от исполнения, температуру нагрева до 300оС.

Металлическую печь для бани из жаростойкой нержавейки лучше вообще не красить

Если нужно выполнить локальную защиту печи от коррозии, то лучше всего использовать лак или краску в аэрозольной упаковке, например, как вариант, ту же “Цетра” или более безопасную “Hansа”.

Важно! Содержание цинка в большинстве марок термостойких эмалей с металлическим порошковым наполнителем может достигать 90%.

Увлекаться использованием цинксодержащих красок не стоит, можно покрасить отдельные детали корпуса печи, арматуры или задвижки. Следует избегать мест, где лакокрасочное покрытие может контактировать с открытым пламенем, в этом случае органическая часть краски выгорает, остается металлический цинк, который постепенно испаряется при высокой температуре и может стать причиной отравления воздуха в бане.

Этилсиликатная основа и цинковый порошок

Одно из наиболее дорогостоящих видов термостойкого защитного покрытия изготавливается на основе этилсиликата, тонкоизмельченного кварцевого порошка и цинкового наполнителя. Чтобы покрасить металлическую печь, необходимо смешать все три компонента и нанести на корпус кисточкой или пневматическим пульверизатором.

В результате химической реакции образуется покрытие, напоминающее керамику, такую печь можно ставить в любой бане или парилке, особо не опасаясь за экологическую чистоту или долговечность. Многие пользователи утверждают, что сбить этилсиликат с поверхности металлической печи не удается даже молотком.

Суриковые железосодержащие красители

Речь идет об оксиде железа Fe2O3, термостойком тонере или, правильнее, наполнителе, используемом для усиления термической стойкости краски. Мельчайший порошок прокаливают при высокой температуре, из-за чего железистый сурик приобретает красный оттенок. Добавление оксида в полиуретановый или кремнийсиликатный лак дает возможность покрасить котел, емкость для воды, любые металлические части печи, которые напрямую не контактируют с топкой.

Важно! В отличие от свинцового сурика, железистый пигмент экологически безвреден, в случае необходимости ним можно покрасить бак для воды, причем даже стенки внутри емкости.

Кремнийорганическая эмаль

Основную номенклатуру термостойких красок составляют кремнийорганические лаки, такие как КО85, КО815 с цинковыми, алюминиевыми и железистыми наполнителями. Чтобы покрасить печь в бане, можно купить готовые эмали, начиная от КО8101, выдерживающей нагрев на металлической поверхности до 800оС, заканчивая более простыми КО811, КО813.

Если позволяют средства, то лучше покрасить металлическую печь именно кремнийсодержащим покрытием, так как кремнийорганика, в отличие от органических эмалей, не подвержена термоокислительной деструкции. Проще говоря, не обгорает и не разрушается под действием температуры, влаги или теплового удара.

Эпоксидные эмали

При всех своих преимуществах, таких как высокая прочность и стойкость, эпоксидные краски не являются лучшим решением, если требуется покрасить “горячую” однокорпусную печь для бани. Для усиления стойкости эпоксидных красок в их состав добавляют наполнители на основе окиси титана, цинка, алюминия и железа. Термостойкость эпоксидки ограничена потолком в 300оС, поэтому ее можно использовать максимум для двухкорпусной печи, установленной в простенок между предбанником и парилкой бани.

Покрасить порошковой эпоксидкой имеет смысл лишь в том случае, если требуется обеспечить парадный вид печи, обычно эпоксидные термоэмали применяют для квартирных дровяных котлов и каминов, для бани они не столь популярны.

Смесь жидкого стекла и алюминиевой пудры

Смесь силиката натрия и алюминия после добавления небольшого количества воды превращается в маловязкую жидкость, которой можно красить любую очищенную от окалины поверхность. Покрасить можно только кисточкой, но наносить нужно тонким слоем, иначе прочность защитного покрытия резко снижается.

Краска абсолютно безвредна для посетителей бани

Чтобы улучшить теплоотдачу, в силикат натрия добавляют алюминиевую пудру. Термостойкость краски на основе силикатного клея ограничена планкой в 700оС. Самодельной краской можно без особых ограничений покрасить любые части печи в бане. Правда, есть одна особенность, силикат натрия не любит прямого контакта с огнем, краска начинает разрушаться и превращаться пористую структуру, напоминающую пемзу.

Зачем наносить лакокрасочное покрытие?

Главный недостаток металла — при длительном воздействии влаги он начинает ржаветь, постепенно разрушаясь. Этот процесс протекает быстрее, если материал подвергается постоянному нагреванию.

Задача красящего состава — защита металлических поверхностей от образования ржавчины, перегревов. Листы металла некрасиво смотрятся по сравнению с внешней отделкой банных помещений. С помощью эмали можно улучшить вид оборудования.

Предлагаем ознакомиться: Как стелить мягкую кровлю на крышу

После выбора красящего состава можно приступать к проведению работ. Для этого необходимо собрать инструменты, подготовить металлическую поверхность, выполнить действия соблюдая технологию.

Перед проведением покрасочных работ нужно подготовить расходные материалы, инструменты:

  • растворитель для обезжиривания металлических поверхностей;
  • щетку для зачистки металла;
  • наждачную бумагу
  • красящий состав — лучше выбирать продукцию в аэрозольных баллончиках;
  • шлифмашинку для зачистки больших металлических листов;
  • ветошь;
  • валик, кисть, если краска разлита по банкам;
  • полиэтиленовую пленку для закрытия других поверхностей.

Если нужно покрасить большую площадь, можно использовать краскопульт с компрессором.


Кисти для покраски

Нельзя наносить эмаль на неподготовленную поверхность. Перед этим нужно выполнить несколько действий:

  • щеткой очистить металл от грязи, налета;
  • убрать царапины, неровности, ржавчину можно с помощью мелкой наждачной бумаги;
  • веником смести появившуюся пыль;
  • смочить ветошь в растворителе, обезжирить металлические поверхности.

После выполнения подготовки нужно полиэтиленовой пленкой закрыть прилегающие к печи стены, пол и потолок.

Когда краска куплена, подготовка металла закончена, можно приступать к проведению основных работ. Этапы выполнения покраски:

  1. Краску открыть, тщательно размешать с помощью деревянной или пластиковой палочки. Если красящий состав слишком густой, его можно разбавить растворителем. На упаковке указывается вещество, которым можно разбавлять краску. Если не брать в учет эти сведения, можно испортить лакокрасочный состав.
  2. С помощью кисточки закрасить неудобные места, пройти по краям. После этого закрасить основные поверхности валиком. Важно контролировать равномерность нанесения слоя, не оставлять свободных мест.
Читайте также:
Женские и мужские веники для бани: в чем отличия?

После нанесения краски, нужно закрыть все помещения, окна. Для некоторых лакокрасочных составов нужно растопить печь, поскольку они застывают только при нагревании.


Растопка печи

Многих люди не знают, сколько нужно ждать до полного высыхания защитного покрытия. Этот параметр зависит от типа краски. Информация о полном высыхании указывается производителем на упаковке с лакокрасочным составом. Средний промежуток времени, требуемый для полного застывания декоративного слоя — 72–96 часов. Если затопить печь до истечения этого временного промежутка, воздействие высоких температур приведет к разрушению декоративного слоя.

На упаковке красящего состава указывается гарантийный срок сохранения целостности декоративного покрытия. Печи, изготовленные из тонколистовой стали, могут разрушиться быстрее, чем сойдет слой краски. Если печное оборудование имеет толстые стенки, нужно приготовиться к замене защитного покрытия.

Выбор цвета

Традиционно считается, что термостойкое покрытие зависит от цвета и даже оттенка краски. Например, если требуется получить максимальный уровень сопротивления к нагреву, то лучше выбирать темные цвета, коричневый или черный. Обычно черными для бани делают металлические печи на основе чугуна или кремнистой стали.

С другой стороны, для печей из легированной и нержавеющей стали широко используют красные, коричневые, кремовые и даже белые цвета. Обычно решение о том, в какой цвет покрасить печь, принимают в соответствии с дизайном помещения парилки и всей бани.

В Кейптауне создали кирпичи из песка и урины

Студенты из Кейптауна создали биокирпичи из бактерий, песка и человеческой урины, собранной в мужских писсуарах в университете Кейптауна. Для создания одного блока нужно как минимум 100 походов в туалет.

В специальных писсуарах отходы превращаются в твердое удобрение, к которомому добавляют рыхлый песок, колонизированный бактериями. Получается энзим под названием уреаза. Сами кирпичи изготавливаются за 4-5 дней и не требуют обжига в печи, а значит при производстве не выбрасывается в окружающую среду углекислый газ. Такие кирпичи, по мнению создателей, помогут, во-первых, полезно использовать человеческие отходы, а во-вторых, не будут влиять на изменение климата. Прочность кирпичей обеспечивается благодаря бактериям.

Машины и Механизмы

Подумаешь, кирпичи! Да в моем родном отечестве, сколько себя помню, очень и очень многое делалось буквально из дерма. В СССР в 1967 году даже специально придумали знак качества, наносимый на продукцию, для стимуляции предприятий к выпуску хороших товаров.

Кстати, вопрос на засыпку: ребята собирают двигатели какого автомобиля?

Рекомендуем

  • Главная
  • Журнал
  • Мегаполис
  • Партнеры
  • Контакты
  • Правила
  • Рекламодателям

Друзья. Если вы решили зарегистрироваться в нашем Мегаполисе, то вам придется немного потрудиться и ответить на несколько вопросов. И даже постараться вставить две собственные фотки. А я понимаю, что это не просто. Ох как не просто.

Один мой приятель позвонил мне по этому поводу и стал ругаться.
Типа: «Ну зачем все так сложно? Может тебе еще и размер ботинок написать?!» На что я ему ответил: «Чтобы просто почитать, не надо регистрироваться. Заходи и читай. Мы всем рады.
А вот если после прочтения ты вдруг решишь со мной жестко поспорить, то вот тут-то надо оставить о себе немного информации. Может, даже размер ботинка. Чтобы я понимал, с кем имею дело, когда буду принимать решение – спорить ли с тобой вообще…»

Это, конечно, шутка. Но я хотел бы вам сказать, что мы не строим копию Твиттера или ВКонтакте. Они круче. Мы создаем для себя и для вас журнал. Научно-популярный журнал. Который в современных условиях должен не только писать, но и говорить, отвечать, спорить, ругаться и т.д., оставаясь при этом журналом.
Мы создаем площадку для тех, у кого есть что рассказать другим, и они не боятся это сделать. Поэтому давайте без обид. Я буду вам благодарен, если вы решитесь на этот шаг. Удачи.

Учёные предложили строить жильё на Марсе из смеси реголита с элементами из крови, пота, слёз и мочи

Исследователи Манчестерского университета (Великобритания) предложили строить колонии на Марсе из смеси марсианского грунта и человеческого сывороточного альбумина (human serum albumin, HSA), выделяемого из крови, и мочевины, выделяемой из мочи, слёз и пота колонистов. Благодаря этому авторы планируют снизить затраты на космические перелёты за счёт сокращения количества перевозимых строительных материалов.

Согласно расчётам учёных, перевозка стройматериалов на Марс на текущий момент обойдётся космическим агентствам не менее чем в $2 млн за кирпич. Кроме того, значительно увеличится логистическая сложность дальних перелётов. В связи с этим логично использовать материалы, уже присутствующие на поверхности Марса.

Исследователи поставили целью сформировать высокопрочный материал для строительства из имеющихся у колонистов ресурсов. В марсианском грунте присутствует много материалов, полезных для строительства. Вопрос лишь в том, где взять материал для его скрепления.

Читайте также:
Умные счетчики сократят потери воды и тепла до 50%

Авторы отмечают, что самый логичный источник строительных ресурсов, упускаемый учёными из виду — сам экипаж. В ходе исследования они обратили внимание на синтетическую биологию и использование связующих веществ биологического происхождения, таких как мочевина и HSA.

HSA — самый распространённый белок в плазме крови. Его концентрация колеблется в пределах 40—54 г на литр и восстанавливается со скоростью 12—25 г в сутки у взрослого здорового человека. Как указали учёные, забирать кровь у экипажа можно безопасно и относительно регулярно, используя процедуры, разработанные для доноров. Кроме того, процесс выделения альбумина из крови относительно прост и экономичен.

В ходе экспериментов авторы смешивали имитацию марсианского и лунного реголита, HSA и воду чтобы создать подходящий материал для строительства и печати на 3D-принтере. Полученный материал назвали «биокомпозит внеземного реголита» (extraterrestrial regolith biocomposite, ERB). ERB показал прочность на сжатие до 25,0 МПа. Для сравнения — прочность стандартного бетона варьируется в пределах 20—32 МПа.

Согласно расчётам, за счёт одного члена экипажа можно производить около 2,5 кг ERB в месяц, что примерно соответствует массе стандартного кирпича из красной глины. Если использовать материал только в качестве раствора для скрепления, каждый член экипажа в течение 72-недельной миссии на Марс мог бы произвести достаточно HSA для строительства жилого пространства для поддержки себя и ещё одного астронавта.

ERB, а) сразу после печати на 3D-принтере, b) во время испытания на сжатие, с) после испытания на сжатие

В этот раствор также добавляли мочевину, поскольку она вызывает денатурацию белка. Она приводит к формированию так называемых β-складчатых слоёв, удерживающих материал. Включение мочевины повысило прочность на сжатие ERB до 39,7 МПа и увеличило плотность и концентрацию лёгких атомов, что, вероятно, повлияет на защиту экипажа от радиации.

Учёные отметили, что для создания первых колоний подойдут практически любые человеческие ресурсы, например, ногти и волосы (кератин), омертвевшие клетки кожи (коллаген), слизь и человеческие фекалии. Авторы планировали проверить теорию об использовании замороженных или высушенных фекалий в качестве ножей и других инструментов на поверхности Марса (при температуре до – 63 °C), но не смогли это сделать из-за «проблем со здоровьем и безопасностью».

Одним из центральных факторов, мешающих реализации идеи с альбумином, стала дополнительная физиологическая нагрузка на экипаж. Регулярный забор крови вместе с повышенными нагрузками на организм в ходе длительных космических полётов может значительно усугубить состояние человека. По этой причине авторы рассмотрели использование сывороточного альбумина других млекопитающих, выделенного из плазмы коров, кроликов, коз и других видов животных.

Наиболее близким к HSA по свойствам оказался бычий сывороточный альбумин. Предположительно, его можно использовать в качестве замены человеческому. Но в таком случае у экипажа появляется множество других проблем, связанных с содержанием животных на космических кораблях и самом Марсе. Наличие животных могло бы стимулировать развитие внеземного животноводства, снабдить экипаж дополнительными источниками пищи и материалов (шерсть, кость и т.п.) и разнообразить пребывание на корабле и поверхности Марса. Однако на текущий момент содержать животных на корабле крайне невыгодно.

Ещё одной альтернативой названы синтетические белки, полученные путём экспрессии микроорганизмов. Для их получения необходима доставка и установка на Марсе автономного биореактора. Если тщательно продумать оборот ресурсов и минимизировать расходы, этот метод может облегчить строительство колоний. Также авторы предполагают использование паучьего шёлка для дополнительной поддержки ERB.

Способы получения альбумина во время полёта на Марс

Как отмечают учёные, концепцию ещё предстоит проверить в ходе дополнительных исследований. Неизвестно, как продолжительное донорство повлияет на физическое и психологическое здоровье экипажа. Кроме того, предстоит установить процесс износа ERB в имитируемых марсианских условиях и изучить альтернативные варианты скрепления материала.

Стройматериалы будущего: зачем нужны живые кирпичи и светящийся бетон

Кирпичи из переработанного пластика и углекислого газа, прозрачная древесина, способная пропускать свет и сохранять тепло, светящийся цемент — далеко не полный список строительных материалов, которые разработали ученые и исследователи со всего мира.

Главное, что их объединяет, — экологичность, экономичность и умные технологии. Рассказываем о некоторых из них.

Что такое инновационные стройматериалы

К инновационным можно отнести материалы, которые имеют уникальную технологию производства, состав и чья новизна подтверждена патентами. Сюда можно отнести материалы с переработанной составляющей либо подтвержденные экологическим сертификатом, то есть произведенные в таких условиях, которые не наносят вред окружающей среде.

Бетон, пропускающий электричество

Инженеры Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с коллегами из Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления (ВСГУТУ) недавно разработали сверхпрочный карбоновый бетон, способный проводить электричество. Об этом рассказали в пресс-службе ДВФУ.

Часть цемента в новом бетоне заменили на зольные и шлаковые отходы энергетических производств и отходы обработки гранита. За счет этого производство нового бетона экономичнее и экологичнее. Для электропроводимости вместо дорогих карбоновых нанотрубок в смесь добавили обычные карбоновые наночастицы. Они стали побочным продуктом переработки угля электрическими разрядами в плазменном реакторе по специальной технологии, разработанной профессором Сергеем Буянтуевым из ВСГУТУ.

Благодаря низкой пористости он пропускает меньше воды, пара и более долговечен. Использовать «электрический» бетон можно для производства специальных поверхностей-обогревателей, которыми могут выступать стены гаражей, парковок, бетонный пол, тротуарная плитка. Можно даже возводить самовосстанавливающиеся конструкции, где поверхность будет выступать одновременно сенсором влаги, огня и деформаций, а повреждения способны устраняться за счет воздействия электромагнитного поля.

В перспективе из нового бетона можно делать дорожное полотно, от которого автомобили и электромобили будут получать энергию бесконтактным образом. Чтобы осуществить эти планы, ученым еще предстоит решить задачу стабильности карбоновых частиц в бетонной смеси.

Читайте также:
Нагрев вилки в водонагревателе: причины, как исправить

Кирпичи из переработанного пластика

Австралийские ученые из Университета Флиндерса этой весной заявили о создании кирпичей, которые получены из пластиковых отходов, растительного волокна и песка.

Ученые переработали пластиковые отходы и растительное сырье. Из полученной субстанции они изготовили порошкоподобный каучук, который стал основой для создания кирпичей и цемента. Полученное вещество можно нагревать, сжимать и растягивать. Данные свойства позволяют использовать новый кирпич не только в строительстве, но и при ремонте автомобилей. Полученный каучук можно смешивать с наполнителями, создавая новые композитные материалы, а также многократно измельчать и перерабатывать.

В настоящее время строительная отрасль приносит около 20% выбросов углекислого газа. Большинство из этих выбросов связаны с созданием и использованием строительных материалов. Новая технология позволяет сократить вредное воздействие на окружающую среду.

В прошлом году сотрудники Королевского технологического института в Стокгольме разработали прозрачную древесину, которая позволяет заменить привычное стекло.

Исследования заняли несколько лет, ученым пришлось доказать, что прозрачная древесина по своим теплоизоляционным характеристикам превосходит стекло. Исследователи удалили из древесины лигнин — компонент клеточных стенок, поглощающий свет. После чего материал пропитали акрилом. В результате ученые получили прозрачную древесину, способную пропускать солнечный свет. Затем дерево пропитали специальным полимером, который аккумулирует тепло.

В итоге они получили материал, который пропускает свет и помогает сохранять тепло. Днем прозрачная древесина будет поглощать тепло и охлаждать помещение. Ночью полимер, входящий в состав дерева, начнет затвердевать и отдавать накопленную за день энергию.

Материал также может выдерживать высокие нагрузки и является биоразлагаемым, что облегчает его утилизацию. Проблема может возникнуть с акрилом, но его ученые планируют заменить другим материалом. Сейчас разработчики занимаются масштабированием технологии, чтобы запустить массовое производство прозрачной древесины. Применять новый материал в строительстве планируется в ближайшие пять лет.

Строительные блоки из морской соли

Впервые использовать полученные после опреснения запасы соли в качестве строительного материала предложил Нидерландский архитектор Эрик Джоберс.

Его изобретение основано на процессе извлечения соли из морской воды с использованием энергии солнца. Из смеси соли с крахмалом получают блоки, которые похожи на кирпичи. Для большей надежности поверхность соляных блоков покрывают материалом на основе эпоксидной смолы.

Разработанная технология делает процесс опреснения морской воды безотходным и может использоваться в районах с засушливым климатом. Сейчас соляные кирпичи применяют в облицовке саун и бань, они способны выдерживать высокие температуры.

Архитектор разработал проект строительства небольшого города в Катаре с применением соляных блоков. В регионе существует дефицит строительных материалов — в пустыне нет ни дерева, ни глины, кроме того, существуют проблемы с водой. Материал для соляных кирпичей планируется добывать из вод Персидского залива.

Ученые из Колорадского университета в США разработали экологически чистый бетон, который способен размножаться. Новый строительный материал представляет собой биоминерализованную гидрогелево-песчаную субстанцию, которая благодаря работе бактерий превращает песок в кирпичи.

При создании бетона ученые поместили специальные бактерии в питательную среду гидрогеля и смешали с песком. Бактерии получают питание из этой среды, растут и производят карбонат кальция. Таким образом, идут процессы минерализации и вырастает небольшой кирпич. Если его разбить, то через некоторое время он превратится в два полноценных кирпича. Для этого к каждой половине надо добавить песок, гидрогель и питательные веществ. Ученым уже удалось вырастить восемь кирпичей из одного «родительского».

Материал так же прочен, как и обычный бетон, утверждают ученые. Исследователи уверены, что у нового бетона большие возможности применения от привычного строительства до использования его в космосе.

Кроме того, «живой» бетон является экологичным, при его производстве почти не выделяется углекислый газ. Сейчас ученые занимаются разработкой технологии, позволяющей применять такой бетон в условиях засухи, которая ставит под угрозу выживание бактерий в материале.

Мексиканский ученый Хосе Карлос Рубио несколько лет назад разработал светоизлучающий цемент. Он изменил микроструктуру цемента, добавив в материал флуоресцентные компоненты, способные поглощать солнечную энергию и возвращать ее в окружающую среду в виде излучающего света. В результате получился строительный материал, который в течение дня может поглощать солнечную энергию, а затем излучать ночью.

Новый флуоресцирующий цемент обладает высокой устойчивостью к ультрафиолетовым лучам и имеет расчетную срок службы около 100 лет. Кроме того, он является экологически более чистым, так как изготавливается с использованием природных материалов, мела и глины. Единственным побочным продуктом производства цемента является водяной пар.

Светящийся цемент можно использовать при строительстве дорог и тротуаров — он сможет освещать их в темное время суток, что позволит снизить потребность в электроэнергии. Ученый уже разработал цемент с излучением синего и зеленого цветов, при этом интенсивность света можно регулировать во избежание ослепления водителей или велосипедистов.

Вера Бурцева, руководитель рабочей группы по разработке экологического стандарта GREEN ZOOM:

— Российские застройщики с осторожностью используют инновационные материалы, это объясняется тем, что строительная отрасль всегда была консервативной. При этом в девелоперской среде есть интерес к экологичным материалам — они влияют на качество будущей среды, а следовательно, на здоровье. Но, по нашим данным, только каждый десятый объект, который проходит сертификацию по системе устойчивого развития GREEN ZOOM, использует ощутимый процент инновационных материалов.

Ксения Лукьященко, руководитель отдела экологической сертификации EcoStandard group:

— Долю использования инновационных материалов в строительстве сложно оценить, все-таки массовое строительство пользуется стандартными решениями, изредка пробуя какие-то инновации.

Тут важен масштаб инновации и экономическая эффективность. В значительной части случаев инновационные материалы или решения дороже, поэтому их распространение по понятным причинам ограничено. Кроме того, зачастую проблемой на пути их использования является отсутствие нормативной базы, допускающей или косвенно ограничивающей их применение.

Читайте также:
Женские и мужские веники для бани: в чем отличия?

Крупные производители ежегодно вкладывают часть средств в разработки материалов, инновационных продуктов. Часто это продукт для узких случаев использования.

Ученые из Кейптауна предложили строить дома из биокирпичей

Устройство зданий похоже на строение человеческого тела: они имеют кости (остов) и кожу (стены), способны «дышать», потребляют энергию, регулируют температуру и образуют отходы. Дома – это организмы, хотя и неодушевленные.

Но что, если бы здания реально создавались на органической основе – строились, обслуживались и ремонтировались за счет живых материалов? Представьте себе архитекторов, использующих генетические инструменты, кодирующие архитектуру здания прямо в ДНК организмов, которые затем выращивают дома, способные к самовосстановлению, взаимодействию с обитателями и адаптации к окружающей среде.

«Живая архитектура» перемещается из области научной фантастики в лабораторию, где ученые превращают клетки в микроскопические фабрики. В университете Колорадо в Боулдере Уилл Срубар (Wil Srubar) возглавляет Living Materials Laboratory, где вместе с коллегами в области биохимии, микробиологии, материаловедения и структурной инженерии используют наборы инструментов синтетической биологии для создания бактерий, продуцирующих полезные минералы и полимеры и превращающих их в живые строительные блоки, которые в один прекрасный день могут оживить и здания.

В одном из исследований, опубликованном в Scientific Reports, ученые рассказывают о создании штамма бактерии E.coli, который способен производить частицы известняка различной формы, размеров, прочности и вязкости. В другом исследовании они показали, что кишечная палочка может быть генетически запрограммирована для производства стирола – химического вещества, используемого для получения пенополистирола, более известного как пенопласт.

В новой научной работе, чтобы «вырастить» структурный строительный материал, исследователи использовали фотосинтетические цианобактерии, которые при этом оставались живыми. Подобно водорослям, цианобактерии – это зеленые микроорганизмы, скопления которых можно часто наблюдать на стенках аквариумов. Эти живые организмы используют CO2 и солнечный свет для роста и в правильных условиях создают биоцемент, который использовался учеными для связки частиц песка вместе и создания «живых кирпичей».

Строительный блок из песчинок, удерживаемых вместе живыми клетками

Поддерживая в бактериях жизнь, команда Срубара сумела наладить производство стройматериалов в геометрической прогрессии. Ученые взяли один живой кирпич, разделили его пополам и вырастили из половинок два целых кирпича. Из получившихся двух кирпичей вырастили четыре, и так далее. Вместо того, чтобы создавать по одному кирпичу за раз, они использовали экспоненциальный рост бактерий, демонстрируя совершенно новый метод производства материалов.

Разные микроорганизмы могут придавать разный «живой функционал» строительным материалам. Например, некоторые бактерии могут наделить конструкции способностью самозаживления, реакции на внешние раздражители, такие как давление и температура. Если это делать способна природа, живые материалы могут быть также запрограммированы на это, говорят исследователи.

Кроме того, для возведения живых зданий потребуется меньше энергии, чем при стандартном подходе. Производство и транспортировка современных строительных материалов очень энергозатратна и выделяет много CO2. Например, чтобы сделать цемент для бетона обжигается известняк. Металлы и песок добываются и переплавляются для производства стали и стекла. На производство, транспортировку и сборку строительных материалов приходится 11% мировых выбросов CO2. Один лишь только цемент вносит свои 8%. В то время как альтернатива в виде эко-кирпича с цианобактериями, может на самом деле поглощать CO2.

Группы исследователей со всего мира демонстрируют огромный потенциал биотехнологий в самых разных областях, включая электропроводящие биопленки, одноклеточные живые катализаторы для реакций полимеризации и живые фотоэлементы. Микробиотические материалы заменяют пластик в бытовой электронике, светящиеся растения выполнять роль ламп в экологичных домах, создан даже строительный материал из текстиля и бактерий.

Несмотря на то, что отдельные клетки часто имеют размер менее микрона – одну тысячную миллиметра – достижения в области биотехнологии и 3D-печати позволяют коммерчески производить живые материалы в промышленном масштабе. Например, компания Ecovative выращивает пенистые материалы с использованием грибного мицелия. Biomason производит биоцементированные блоки и керамическую плитку с использованием микроорганизмов. Хотя эти продукты становятся безжизненными в конце производственного процесса, исследователи из Технологического университета Делфта разработали способ инкапсулирования живых бактерий в многослойные структуры, которые со временем могут наделять бетон свойством самовосстановления.

Область строительной биоинженерии находится в зачаточном состоянии, и необходимы дальнейшие исследования и разработки для перехода из лабораторий на стройплощадки. Нужно решить еще много вопросов, связанных со стоимостью, тестированием, сертификацией и коммерциализации производства. Отдельная проблема – восприятие потребителя. Например, сейчас строительная индустрия негативно воспринимает живые организмы, в числе которых может быть плесень, пауки, муравьи и термиты. Но ученые надеются изменить ситуацию, одновременно улучшив безопасность и уменьшив биологическое загрязнение.

«Если бы у человечества был пустой ландшафт, как бы люди строили? Обладая научными знаниями, я уверен, что в будущем мы не будем сжигать известняк для производства цемента, плавить руду для производства стали или песок для производства стекла. Вместо этого, я полагаю, что мы скорее обратились бы к биологии, чтобы строить и стирать границы между нашей искусственной средой и живым, естественным миром», – говорит Срубар.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

  • Назад
  • Вперёд

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: