В Кавказском регионе разработали инновационный сверхэластичный бетон
Учёным Кабардино-Балкарского государственного университета им. Бербекова (КБГУ) удалось усовершенствовать состав сверхпластичного бетона, что позволило создавать конструкции с нехитрыми формами без добавления дополнительной влаги. Итоги исследования опубликованы в издании "Polymer Science, Series D".
В современном строительстве — при возведении мостов, многоэтажных зданий и туннелей — часто возникает необходимость заливать бетон в сильно армированные или узкие формы. Это особенно важно для монолитных сооружений, тонкостенных элементов и изделий со сложной конфигурацией.
Без применения специальных добавок бетонная смесь склонна к появлению пустот и трещин, что негативно сказывается на прочности и долговечности сооружений, пояснили исследователи из КБГУ.
Для решения этой задачи учёные проанализировали эффективность суперпластификаторов — добавок, увеличивающих подвижность бетонной смеси без повышения её водосодержания — изготовленных из органических смол. В ходе экспериментов выяснилось, что оптимальным вариантом является сульфированная меламиноформальдегидная смола (олигомер), представляющая собой водорастворимый полимер, синтезируемый из карбамида или меламина с формальдегидом.
Специалисты определили наилучшие параметры состава данного пластификатора, подобрали подходящую длину макромолекулы (до 5000 звеньев) и концентрацию (до 10% по массе). Это позволило более точно регулировать пластичность бетонной смеси и её способность равномерно заполнять сложные формы.
В отличие от традиционного подхода, основанного на эмпирическом подборе добавок, методика КБГУ опирается на контроль изменений в молекулярной структуре полимерных соединений. «Наши добавки функционируют на молекулярном уровне, уменьшая взаимодействие между цементными частицами и водой», — объяснил заведующий кафедрой органической химии и высокомолекулярных соединений Юсуф Малкандуев.
Такой подход обеспечивает получение оптимальной консистенции смеси при снижении содержания воды, что избежать образования пустот и трещин, возникающих при испарении влаги. По словам ученого, уменьшение водного компонента способствует усилению прочности и плотности бетонных конструкций.
Кроме того, внедрение данной технологии на практике помогает сократить риск трещинообразования и улучшить влагостойкие свойства материала, отметили исследователи.