Лёгкий бетон укрепят стальным волокном

Лёгкий бетон всё чаще используется в современном строительстве, так как существенно уменьшает общий вес конструкции. В свою очередь, снижение нагрузки на фундамент позволяет возводить более высокие здания или длинные мосты, что особенно важно при проектировании сложных инженерных сооружений. Однако, как показывают исследования, традиционный бетон начинает терять свою прочность при температуре свыше 200 °C, что может представлять серьёзные риски при строительстве объектов, подверженных воздействию тепла.

Для решения этой проблемы учёные предложили использовать в составе лёгкого бетона два ключевых компонента – стальное волокно и нанокремнезём, чтобы изменить его физико-механические свойства. Стальное волокно помогает увеличить прочность бетона на растяжение, а нанокремнезём улучшает структуру материала, делая его более устойчивым к воздействию высоких температур.

В рамках исследования было протестировано 36 различных образцов лёгкого бетона. Они были разделены на четыре основные группы. Одна группа включала контрольные образцы без дополнительных компонентов, другая — бетон с добавлением только стального волокна, третья — бетон с нанокремнезёмом, и четвёртая группа сочетала оба компонента. Все образцы подвергались испытаниям в условиях высоких температур: 250, 400 и 550 °C.

Результаты экспериментов показали, что наибольшее влияние на свойства бетона оказало добавление обоих компонентов: и стального волокна, и нанокремнезёма. Прочность на сжатие у этих образцов увеличилась на 41% по сравнению с контрольным образцом, прочность на растяжение также возросла. Это важный показатель, особенно при строительстве высотных зданий и большепролётных мостов, где материал испытывает как силовые, так и тепловые нагрузки.

Учёные также отметили, что использование нанокремнезёма значительно снижает износ материала. Так как чаще всего на разрушения бетона влияет появление микротрещин, введение нанокремнезёма улучшает процесс гидратации цемента, что замедляет рост микротрещин и повышает общую прочность материала. Гидратация — это химический процесс, при котором цемент взаимодействует с водой, образуя прочную структуру.

Полученные результаты крайне важны для строительной отрасли, особенно при возведении высотных зданий и мостов, которые испытывают значительные нагрузки на свои несущие элементы. Если материал, из которого они построены, не обладает достаточной прочностью и устойчивостью к экстремальным условиям, это может привести к серьёзным последствиям.

Следующим шагом для исследователей станет проведение более масштабных испытаний, которые помогут адаптировать технологию под различные условия эксплуатации и типы зданий. Полученные результаты могут быть использованы не только при строительстве высотных зданий и мостов, но и в других областях, таких как дорожное строительство или возведение промышленных объектов, где важны прочность и устойчивость к внешним факторам.

Инновационное решение привлекло внимание специалистов строительной отрасли и может в будущем стать стандартом для проектирования крупных и сложных объектов.