❗Ученые нашли оригинальное решение проблемы растрескивания и преждевременного разрушения бетонных конструкций под воздействием природных факторов. Разработанный композиционный материал состоит из цементной матрицы с равномерным распределением по всему объему дискретных волокон различного размера и состава. Фиброволокна создают определенное сопротивление, меняют характер напряженного состояния бетона, не вступая при этом в химическую реакцию с материалом.
В настоящее время в строительной сфере особо актуальна проблема изменения состава и управления свойствами бетона, создания бетона с более качественными характеристиками. Это связано с тем, что при всех преимуществах используемые бетон и железобетон имеют ряд недостатков. Наиболее серьезным недостатком считается низкая трещиностойкость, которая является причиной разрушения конструкций.
По словам разработчиков, в мире проведена масса исследований, в ходе которых в бетон вводился какой-нибудь армирующий компонент: базальт, полипропилен и т. д. Ученые из ДГТУ выдвинули гипотезу и в своем эксперименте решили совместить в бетоне волокна разных видов: стальные, полипропиленовые, базальтовые.
Добавление в бетон одной лишь стальной стружки не приводит к эффективному решению задачи. Кроме того, у стального волокна есть один существенный недостаток: оно заметно утяжеляет бетон.
Полипропилен имеет более тонкую легкую структуру, способен заполнять пустоты, тем самым улучшая свойства бетона без утяжеления.
✅ Базальтовое волокно на сегодняшний день наиболее экологичный материал, произведенный из натурального природного камня.
- Мы выявили, что верным будет введение волокон в цементную матрицу перед добавлением крупного заполнителя, например, щебня, – пояснил кандидат технических наук, доцент кафедры "Инженерная геология, основания и фундаменты" ДГТУ Сергей Стельмах.
- Это позволяет волокнам равномерно распределиться по всему объему цементного камня. Если нарушить порядок введения волокон и добавить их уже к смеси цемента и щебня, волокна могут разрушиться, и ожидаемый эффект не будет достигнут.
♦ Авторы инновационной разработки установили: при производстве бетона важно придерживаться определенных пропорций дополнительных компонентов как по отношению к друг другу, так и по отношению к самому бетону. Важен и размер самих волокон. Небольшой размер фиброволокон повышает прочность материала, а при достаточно большом количестве и правильном распределении эти волокна смогут сдерживать разрушающие деформации, возникающие в бетоне.
📚 Стандартно бетон - это смесь цемента с щебнем. Но исследователи предложили заменить щебень на керамзит, обладающий высокой пористостью, что делает бетон легче и повышает его теплоизоляционные свойства.
❗ Исследования в ДГТУ позволили определить оптимальный состав и свойства бетона различного назначения. В зависимости от того, какую конструкцию будут возводить из бетона, материалу можно придавать различные свойства: по отношению к одним объектам в приоритете может быть прочность, к другим деформативность, к третьим удобоукладываемость смеси.