Специалисты НИУ МГСУ сделали важный шаг к пониманию того, как мельчайшие частицы управляют процессами схватывания и твердения бетона. Об этом сообщает материал информационного агентства «РБК».
Специалисты Национального исследовательского Московского государственного строительного университета в рамках реализации программы «Приоритет 2030» сделали важный шаг к пониманию того, как мельчайшие частицы управляют процессами схватывания и твердения бетона. Результаты работы позволяют по-новому взглянуть на технологии строительного материаловедения.
Долгое время процессы, происходящие в цементном тесте в первые минуты после затворения водой, оставались «черным ящиком» для инженеров. Ученые НИУ МГСУ сосредоточились на изучении роли ультрадисперсных частиц — например, микрокарбоната кальция, получаемого из тончайшего помола известняка. Оказалось, что эти микрочастицы выполняют роль «затравок» для кристаллизации. На их поверхности гидратные новообразования (главным образом гидросиликаты кальция) возникают быстрее и растут более упорядоченно, чем в объеме раствора без добавок.
Ключевой вывод исследования: кинетика начального структурообразования напрямую связана с количеством и дисперсностью таких центров. Эксперименты показали, что добавление мельчайших частиц известняка в количестве 5–10 % от массы цемента ускоряет процесс схватывания на 15–25 минут (в зависимости от состава) и повышает прочность образцов в раннем возрасте (первые 12–24 часа) на 8–20 %. Это принципиально важно для современного строительства, где требуется быстрая распалубка и набор эксплуатационной прочности уже на следующий день после бетонирования.
Полученные результаты уже находят практическое применение. На их основе в лабораториях НИУ МГСУ начата разработка новых наномодифицированных вяжущих композитов. Ожидается, что они будут обладать не только повышенной ранней прочностью, но и улучшенной долговечностью, что особенно важно для высотного строительства, мостов, транспортных тоннелей и объектов использования атомной энергии. В перспективе — создание «метаматериалов» для бетона, где каждый структурный уровень будет спроектирован с молекулярной точностью.