Российские ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) разработали новый компонент для бетона, повышающий его прочность и способность деформироваться, решив тем самым проблему разрушения бетона.
По мнению экспертов, это поможет решить проблему преждевременного разрушения бетонных конструкций. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Applied Sciences (Switzerland).
Необходимость изменить состав бетона, чтобы улучшить его качество и задать ему нужные свойства, остро стоит в строительной сфере. Как рассказали авторы исследования, это связано с тем, что при всех преимуществах у этого материала есть серьезные минусы — например, низкая трещиностойкость.
«Разрушение бетона в железобетонных конструкциях является наиболее опасным, поскольку оно может привести к внезапному и прогрессирующему разрушению всего здания или сооружения», — пояснил проректор по учебной работе и подготовке кадров высшей квалификации ДГТУ профессор Алексей Бескопыльный.
Специальные волокна, различного размера, состава и материала.
Разработанный учеными материал состоит из цементной матрицы с равномерным распределением по всему объему специальных волокон различного размера и состава: из стали, полипропилена и базальта. Они влияют на способность бетона деформироваться, то есть делают его более прочным и устойчивым.
Волокна представляют собой небольшую стальную пружинистую скобу, изогнутые края которой сопротивляются растяжению и препятствуют локальному разрушению бетона. Исследования показали, что увеличение прочности на сжатие и при изгибе в фибробетоне, изготовленном с применением таких волокон, может составить до 80 процентов относительно стандартного материала.
Пропорции дополнительных компонентов и порядок введения их в смесь.
Кроме того, ученые установили, что при производстве бетона важны не только определенные пропорции дополнительных компонентов, но и порядок введения их в смесь.
«Вводить волокна в цементную матрицу нужно перед добавлением крупного заполнителя, например щебня. Это позволяет компоненту 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», — сказал доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» ДГТУ Сергей Стельмах.
Размер волокон позволяет изменять свойства бетона по назначеннию.
По его словам, важен и размер самих волокон: небольшие повышают прочность материала, а при достаточном количестве и правильном распределении они смогут сдерживать разрушающие деформации и повышать теплоизоляцию, к тому же они наиболее удобны в работе. В зависимости от того, какую конструкцию планируется возводить, бетону можно придавать различные свойства.
