Бетонные конструкции со временем загрязняются и трудно поддаются очистке. Но вскоре необходимость в поддержании чистоты отпадет, поскольку ученые разработали новый вид самоочищающегося бетона, который к тому же, является более легким и прочным.
Как известно, материалы приобретают свойство самоочищения за счет покрытия специальными гидрофобными (водоотталкивающими) веществами, которые вызывают образование и скатывание капель жидкости с поверхности материала. Такое свойство позволяет отталкивать с поверхности не только воду, но и пыль и грязь.
Предыдущие попытки добавления гидрофобных веществ в бетон не увенчались успехом. К примеру, при нанесении в качестве покрытия они со временем стирались, а при добавлении к цементу на стадии смешивания бетона эти вещества способствовали снижению прочности бетонной конструкции.
Исследователи из Китайского университета науки и техники во главе с проф. Синь Сюй разработали альтернативу. Сначала они добавили во влажную бетонную смесь масло, эмульгатор и гидрофобный силиконовый полимер, известный как полидиметилсилоксан (ПДМС). Масло и ПДМС смешивают вместе с эмульгатором, после чего смесь превращается в капли, которые распределяются по бетонной матрице.
После высыхания и нагревания бетона масло испарялось, оставляя крошечные поры, покрытые ПДМС. Полученный материал обладает высокой гидрофобностью — отталкивает широкий спектр жидкостей, а также обладает легким весом и высокой механической прочностью.
Более того, такой бетон сохраняет самоочищающееся свойство даже после шлифования, воздействия экстремальных температур и агрессивных химикатов. Также в качестве бонуса ученые обнаружили, что бетон отличается высоким уровнем звукопоглощения и сбережения тепла.
Теперь ученые надеются, что бетон можно будет использовать не только для строительства зданий и других сооружений, но и для устойчивых к бактериям поверхностей в медицине и других областях. Документ об исследовании был недавно опубликован в Журнале прикладных материалов и интерфейсов ACS.