Бетон является одним из наиболее перспективных и часто используемых строительных материалов, и с каждым днем его использование увеличивается для удовлетворения потребностей быстро растущей строительной отрасли. В последнее десятилетие рост строительной отрасли, связанный со стремительной урбанизацией и индустриализацией, привел к увеличению спроса на бетон в качестве строительного материала как в развитых, так и в развивающихся странах. На сегодняшний день в мире производится около 25 миллиардов тонн бетона в год. Объем рынка товарного бетона в 2024 году превысил 815,1 млрд долларов США и, по оценкам, будет расти со среднегодовым темпом роста более 8,6% в период с 2025 по 2034 год [1].

На производство строительных материалов приходится 10% ежегодного глобального выброса углекислого газа, в то время как на эксплуатацию зданий (отопление, охлаждение, электроснабжение и т.д.) приходится 27% выбросов CO₂. Основным ингредиентом для производства бетона является цемент. Для производства одной тонны цемента в окружающую среду выбрасывается примерно 0,98 тонны углекислого газа. Выброс этого газа является одной из основных причин глобального потепления. Вклад строительной отрасли в изменение климата обусловил в 2015 году принять Парижское соглашение, в котором, в соответствии с Рамочной конвенцией Организации Объединенных Наций об изменении климата были прописаны ограничения повышения глобальной температуры менее чем на 2 °C, стремясь при этом к целевому показателю в 1,5 °C. В соответствии с Парижским соглашением была разработана политика, направленная на достижение нулевого уровня выбросов парниковых газов к 2050 году.

Потребность в новых, низкоуглеродистых или улавливающих углерод строительных материалах и методах их производства — это необходимый этап развития строительной отрасли в настоящее время. Проблема глобального потепления привлекает ученых к активному поиску подходящего альтернативного экологически чистого материала для строительной промышленности. Сейчас разработано несколько новых материалов, которые можно назвать экологически чистыми или «зелеными» строительными материалами. В различных исследованиях, проведенных учеными, изучалось использование растительных волокон и иных материалов в бетоне, таких как дерево, конопля, подсолнечник, лен, сизаль и т.д.

Если говорить о таком растительном материале как конопля, то она выращивается в тропических регионах мира и является одной из самых популярных культур. Биологическое название этого растения - Cannabis Sativa (рис. 1). Конопля быстрорастущее растение высотой от 1,5 до 4 метров, имеющее высокие темпы роста (около 4 месяцев), что делают коноплю высокорентабельной культурой. Волокна, полученные из конопляного стога, используются в качестве строительного материала наряду с известью и цементом [2].

Рисунок 1 - Cannabis Sativa – конопля [5]

Использование волокон конопли в строительной отрасли впервые было опробовано во Франции в 1990 году, хотя в прошлом конопля играла важную роль в производстве бумаги как волокнистое растение, и уже 3500 лет назад, во времена правления последней династии Египта, ее перерабатывали в шнур и ткани.

Если говорить о строительной отрасли волокна конопли стали использовать для производства бетона с меньшим весом путем изготовления смеси, состоящей из конопляного волокна (конопляной костры), извести и воды. Данный состав связывался вместе благодаря химической реакции, которая происходила при смешивании извести с водой, но до сих пор не существует стандартного состава смеси и у разных производителей состав смеси свой (рис. 2). Полученный материал имел ряд преимуществ, таких как низкая плотность - плотность костробетона колеблется в пределах 93,6 до 136,4 кг/м³, высокие звукоизоляционные свойства, возобновляемость и доступность, а также пассивная контроль влажности. Поры в костробетоне могут создавать дышащую структуру, которая поглощает влагу из окружающей среды и контролирует резкие перепады температуры и влажности. Термостойкие свойства костробетона позволяют каркасу здания нагреваться и оставаться теплым даже при изменении погодных условий.

Рисунок 2 - Hempcrete – костробетон [6]

Конопля является сельскохозяйственным продуктом, поэтому она углеродно-отрицательный материал, который не выделяет углекислого газа в процессе производства. Конопля способна накапливать больше углерода на гектар, чем почти любое другое растение, включая деревья, благодаря своим быстрым темпам роста. При изготовлении костробетона, после того как биомасса перерабатывается, смешивается с известью и вводится в конструкцию, углерод удерживается на протяжении всего срока службы конструкции. Известь также обеспечивает баланс энергии, используемой при ее производстве, удаляя CO₂ из воздуха по мере застывания. Коноплю, можно использовать в качестве наполнителя для строительства экологичных и устойчивых конструкций. Конопля — это экологически чистый строительный материал с широким спектром применения, и ожидается, что в будущем она станет ценной культурой (рис. 3).

Рисунок 3 - Строение из костробетона [7]

Многие европейские страны изменили свои законы, чтобы разрешить производство и переработку конопли производственного назначения. Сырье для костробетона станет более доступным по мере распространения выращивания конопли по всему миру и упрощения работы перерабатывающих предприятий. В настоящее время во Франции, стране, которая первой применила коноплю в строительной отрасли в начале 1990-х годов, а затем и в других европейских странах, для строительных целей используется около 5000 тонн конопляного материала, популярность которого за последние годы многократно возросла в результате многочисленных исследований в этой области [3,4].

Выводы:
Потенциал костробетона, как экологически чистого материала заключается в том, что он позволяет экономить углерод, помогает контролировать влажность в доме, обеспечивая больший комфорт при более низких температурах и снижая расходы на электроэнергию.

Термостойкие свойства данного материала позволяют каркасу здания нагреваться и оставаться теплым даже при изменении погодных условий.

Костробетон обладает очевидными преимуществами в своей способности противостоять плесени, бактериям и сырости, которые являются распространенными проблемами для домовладельцев в старых зданиях и могут вызывать серьезные проблемы с дыханием.

Бетон и костробетон являются огнестойкими материалами и хорошо сохраняют тепло.

Костробетон не только помогает защитить окружающую среду от глобального потепления и изменения климата, но и обеспечивает комфорт в конструкциях.

Это экологичный материал будущего, и он может помочь развиваться строительной отрасли более экологичным образом, что приведет к улучшению результатов строительства.

Список использованных источников:

1. 2025: Аналитика рынка бетона в России показала пиковый 14% рост.
Интернет-источник: https://www.sostav.ru/blogs/32702/62603?ysclid=mgo5xzcdk8292002402
2. Sudarshan D. Kore, Sudarsan J. S., Hemp concrete: A sustainable green material for conventional concrete [Костробетон: экологически чистый материал по сравнению с обычным бетоном]. Journal of Building Material Science (May 2021), 8 pages.
https://www.researchgate.net/publication/354849347_Hemp_Concrete_A_Sustainable_Green_Material_for_Conventional_Concrete.
3. Ali M. Memari, Nadia Mirzai, Mahsa Hashemi, Xinrui Lu, Corey Gracie-Griffin, Hojae Yi and Sarah Klinetob Lowe, In-situ measurement of residential buildings with hempcrete walls: a case study [Измерение жилых зданий с костробетонными стенами: тематическое исследование]. Frontiers in Sustainability (October 2024), 14 pages.
https://www.researchgate.net/publication/387745878_In-situ_Measurement_of_Residential_Buildings_with_Hempcrete_Walls_A_Case_Study
4. Kari Steyn, Wibke de Villiers, Adewumi John Babafemi, A comprehensive review of hempcrete as a sustainable building material [Всесторонний обзор костробетона как экологически чистого строительного материала]. Innovative Infrastructure Solutions (January 2025), 45 pages. https://www.researchgate.net/publication/388987305_A_comprehensive_review_of_hempcrete_as_a_sustainable_building_material
5. https://www.plantarium.ru/dat/plants/1/172/249172_3e592207.jpg

6. https://i.pinimg.com/originals/ad/8a/38/ad8a3888bc4b8903f67b464ea787563d.jpg

7. https://admin.business-platform.ru/storage/110624/conversions/gallery-smi4d8-large.jpg