Новаторский состав бетона, разработанный исследователями, содержит базальтовые волокна. Благодаря этим включениям, прочность строительного материала увеличивается втрое по сравнению с обычным бетоном и вдвое, если бы использовался только один вид армирующей добавки.
В процессе создания смеси, специалисты также применили порошок, полученный из древесного угля, и золу рисовой шелухи. Итоговые образцы показали высокую сопротивляемость к механическим повреждениям и воздействию высоких температур. Это делает разработку многообещающей для применения в строительстве специализированных и защитных объектов.
Какие добавки сделают бетон прочнее
Исследователи из РУДН совместно с африканскими коллегами из Нигерии и Гамбии создали передовые присадки, многократно улучшающие показатели прочности и увеличивающие срок службы бетонных конструкций.
Новая технология основана на использовании коротких, хаотично расположенных базальтовых микроволокон разного диаметра. Эти волокна производятся из расплавленного базальта – вулканической горной породы. Длина волокон колеблется от 5 до 10 мм, а их диаметр – от 0,5 до 20 микрон.
По словам Владимира Жан Поля, одного из авторов разработки, волокна играют роль соединительного элемента, предотвращая появление трещин и повышая устойчивость к различным видам нагрузок и ударам. Максимальный эффект достигается при комбинировании нескольких типов волокон, что позволяет объединить их положительные качества, создавая синергетический эффект. Размер частиц напрямую влияет на конечные характеристики бетона.
В ходе исследований ученые анализировали бетонные смеси с добавлением 1,5% базальтовых волокон в различных пропорциях мелких и крупных фракций. В результате были определены оптимальные соотношения, обеспечивающие наилучшие показатели прочности и долговечности.
Эксперименты, проведенные в лаборатории бетона Университета Афе Бабалола в Нигерии, показали, что использование разработанных добавок позволяет создавать материал, вдвое превосходящий по прочности бетон, изготовленный с применением только одного типа волокон, и почти в три раза прочнее обычного бетона.
Необычные включения в бетоне
Инженеры создали инновационную смесь, включив в её состав порошок древесного угля и золу рисовой шелухи. Эти компоненты улучшают характеристики конечного продукта. По словам руководителя проекта, Паскаля Чимеремезе Чиадигхикаоби, угольный порошок снижает плотность бетона, что позволяет создавать более лёгкие, но прочные конструкции. Его термостойкость делает возможным применение в огнеупорных изделиях.
Зола рисовой шелухи, благодаря своей мелкой структуре, заполняет пустоты в смеси, обеспечивая монолитность материала. Использование этого отхода также способствует решению экологических проблем.
Бетон с добавками подходит для регионов с умеренным и холодным климатом, поскольку предотвращает образование трещин из-за перепадов температур. Материал демонстрирует быстрое затвердевание, ускоряя серийное производство. Устойчивость к сжатию и ударным нагрузкам делает его перспективным для защитных сооружений.
По словам ученого, бетон с базальтовыми микроволокнами и добавками обладает влагостойкостью, что делает его пригодным для инфраструктуры, контактирующей с водой. Лёгкий бетон также может снизить нагрузку на фундамент высотных зданий.
По материалам iz.ru, фото предоставлено пресс-службой РУДН.