В горах Кавказа разработали невероятно гибкий бетон нового поколения
Учёные из Кабардино-Балкарского государственного университета имени Бербекова успешно усовершенствовали рецепт сверхпластичного бетона, позволяющий создавать конструкции с непростыми формами без увеличения количества воды. Их работа опубликована в издании "Polymer Science, Series D".
В современных строительных проектах, таких как мосты, небоскрёбы и туннели, часто требуется заливать бетон в плотно армированные каркасы или узкие формы. Это особенно важно при строительстве монолитных сооружений, тонкостенных элементов и объектов с непростой геометрией.
Без применения специальных присадок бетонная смесь может образовывать пустоты и трещины, что отрицательно влияет на прочность и долговечность конструкций. Об этом рассказали исследователи КБГУ.
Специалисты университета предложили решение, изучив применение суперпластификаторов на основе органических смол, которые повышают текучесть смеси без добавления лишней воды. В результате экспериментов было выявлено, что наилучший эффект демонстрирует сульфированная меламиноформальдегидная смола — водорастворимый полимер, получаемый из карбамида или меламина и формальдегида.
Учёные определили оптимальный состав данной добавки, подобрали необходимую длину макромолекул (до 5000 звеньев) и их концентрацию (до 10% по массе). Благодаря этому удалось более эффективно регулировать текучесть бетонной смеси и её способность качественно заполнять сложные формы.
В отличие от традиционных методов подбора добавок наугад, разработанная методика КБГУ позволяет улучшить свойства материала за счёт точного контроля структуры полимерных связей. «Наши добавки воздействуют на молекулярном уровне, уменьшая взаимодействие между частицами цемента и водой.
Это обеспечивает оптимальный состав смеси при меньшем количестве воды (избыток которой при испарении создаёт пустоты и трещины), что существенно повышает качество конечного бетона», — отметил заведующий кафедрой органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ Юсуф Малкандуев. По его словам, снижение доли воды способствует созданию более прочных и плотных бетонных конструкций.
Кроме того, внедрение данной разработки снижает риск появления трещин и улучшает гидрофобные свойства материала, добавили учёные.