Самовосстанавливающийся бетон

Самовосстанавливающийся бетон

 

Самовосстанавливающийся бетон является общим названием совершенно разных решений, которые разрабатываются для изменения структуры материалов с целью увеличения их стойкости к внешнему воздействию, а при необходимости восстановления после такого воздействия. Бетон один из самых применяемых в строительстве материалов. Именно поэтому работы по его самовосстановлению так популярны в научной среде.

 

Ежегодно мировая строительная индустрия производит несколько миллиардов тонн бетона. Как и другие строительные материалы он имеет ряд недостатков. Самыми критичными из них являются усадка, появление трещин и деформаций, а также низкая стойкость к внешнему воздействию.  Не смотря на недостатки, заменить бетон другими материалами в настоящее время не представляется возможным. Вот поэтому ученым приходится проводить исследования, которые позволят снизить влияние, перечисленных выше недостатков.

 

Одним из перспективных направлений в этой области стало появление бетонов, способных к самовосстановлению. Это, так называемые, гибкие бетоны, способные противостоять внешним воздействиям.

 

 

Типы самовосстанавливающихся бетонов

 

К сожалению, пока промышленного производства самовосстанавливающегося бетона нет. Но в лаборатория есть опытные образцы различных добавок, которые в перспективе могут стать основой гибких бетонов для получения дополнительных свойств.

 

 

Полимерные заплатки для бетона

 

Полимерные заплатки для бетона

 

Полимерные заплатки состоят из полимерных капсул, которые наносятся на поверхность бетона. Впервые они были представлены учеными из Южной Кореи. Принцип работы полимерных заплаток заключается в том, что, когда на поверхности бетона появляются микротрещины, их объем заполняется жидким полимером, который вытекает из раскрывшихся капсул. Под воздействие ультрафиолетовых лучей полимер застывает, восстанавливая первоначальную прочность бетона. Не достатком этого способа является небольшой срок (около года) действия такого покрытия.

 

Бактерии-реставраторы бетона

 

Технология была разработана в Нидерландах. Свойства самовосстановления бетон получил за счет внедрения в него бактерий рода Bacillus. Бактерии-реставраторы бетонаПри производстве бетона в него добавляют гранулы, состоящие из биоразлагающегося пластика с лактатом кальция и спор бактерий, которые питаются им. Такие гранулы способны много лет находиться в «спящем» состоянии до того момента как в бетоне не появится микротрещина. Под воздействием поступающей влаги гранулы растворяются, оказавшиеся внутри трещины бактерии просыпаются и начинают поглощать лактат кальция, выделяя известняк, который постепенно заполняет пустоты. Сегодня с помощью данного метода удается бороться с микротрещинами длиной до 0,5 мм. Недостатком является дороговизна. Состав с гранулами стоит на 50 процентов дороже цемента.

 

 

 

Гибкий бетон ConFlexPave

 

Гибкий бетон ConFlexPave является разработкой сингапурских ученых. Он сохраняет прочность на уровне стальной арматуры, обеспечивая гибкость в два раза больше обычного бетона. Гибкий бетон ConFlexPaveВ составе бетона ConFlexPave содержится полимерное микроволокно, обеспечивающее его гибкость. Получающийся композитный материал значительно легче и прочнее, что дает ему преимущество при возведении многоэтажных домов и в дорожном строительстве. Его работа основана на скольжении материалов относительно друг друга. Такая технология не дает появляться разрушающей деформации. Недостатком, как и в предыдущих случаях, является дороговизна.

 

Перспективные разработки самовосстанавливающихся бетонов

 

Разработки самовосстанавливающихся бетонов ведутся и в других странах. Так в США, ученые из Бингемтонского университета создали свою смесь, которую назвали грибковый бетон. В ходе экспериментов выяснилось, что гриб Trichoderma reesei может эффективно бороться с трещинами. Его помещали в цементный раствор, который заливали в опалубку. После появления микротрещины, в которую попадали кислород и влага, споры грибка начинали расти, производя карбонат кальция, которым заполнялась трещина. Пока технология находится в стадии разработки. Самым главным вопросом для ученых является выживаемость грибка при низких температурах.

 

Перспективные разработки самовосстанавливающихся бетонов

 

Великобритания тоже не отстает от других стран. Здесь тестируются сразу три направления, способных восстанавливать бетон. Прежде всего это полимерная память формы, применение бактерий и целебных агентов через микрокапсулы, а также закачка органических и неорганических компонентов в состав бетона. Также ведутся эксперименты с древесной целлюлозой и зольной пылью, которая при строительстве бетонных сооружения применялась еще древними римлянами.

Канадские ученые разработали экологически чистый композит на базе пластично-цементной смеси. Полученный строительный материал армирован полимерными волокнами. В ходе исследований выяснилось, что новый бетон может успешно сопротивляться разрушению при землетрясениях с толчками магнитудой до девяти баллов.

 

Древнеримский бетон

 

Работы над созданием сверхпрочных бетонов ведутся не одно столетие. Ученые до сих пор ищут разгадку древнеримских построек, которым более 1000 лет. Лишь недавно удалось установить причину крепости и прочности их сооружений. Оказалось, что в составе древнего бетона присутствует большое количество силиката алюминия, который при соприкосновении с морской водой дает активную химическую реакцию, в результате которой в структуре раствора появляется минерал алюминий-тоберморит. Именно он, как оказалось, и отвечает за повышенную прочность.

Как ни странно, римляне использовали бетон в разных модификациях. Уже в то время бетонные смеси были стандартизованы и нормированы. Может быть поэтому прочность бетонного монолита в сооружениях, возведенных в настоящее время, рассчитана на 110-120 лет, а римские постройки стоят почти 2000 лет и успешно переживут современные конструкции.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЕ ПОЧИТАТЬ:

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

error: