МОСКВА, 28 июл — РИА Новости. Улучшить рецепт сверхпластичного бетона для создания конструкций сложных форм без добавления лишней воды смогли ученые КБГУ. Результаты опубликованы в журнале "Polymer Science, Series D".
Современные строительные проекты (мосты, высотные здания, туннели) часто требуют заливки бетона в плотно армированные конструкции или узкие формы. Это особенно актуально при возведении монолитных зданий, тонкостенных конструкций и конструкций со сложной геометрией. Без специальных добавок бетон может образовывать пустоты (каверны) и трещины, что снижает прочность и долговечность сооружений, рассказали исследователи Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова (КБГУ).
Специалисты вуза предложили решение этой проблемы, проанализировав использование суперпластификаторов (добавок, повышающих текучесть бетона без лишней воды) на основе органических смол. В ходе экспериментов было установлено, что сульфированная меламиноформальдегидная смола (олигомер), которая представляет собой водорастворимый полимерный материал, получаемый из карбамида или меламина и формальдегида, демонстрирует наилучшие результаты.
Ученые определили оптимальные параметры состава этого пластификатора, подобрали нужную длину макромолекул (до 5000 единиц) и пропорции (до 10 массовых процентов). По их словам, это позволило более точно управлять текучестью бетонной смеси и ее способностью заполнять сложные формы. В отличие от традиционного подхода, когда добавки подбирали "на глаз", методика ученых КБГУ, по их словам, обеспечивает улучшение характеристик материала за счет контролируемого изменения структуры полимерных связей.
«
"Наши добавки работают на молекулярном уровне, снижая взаимодействие между частицами цемента и воды. Это позволяет добиться оптимальной консистенции смеси при меньшем содержании воды (за счет ее испарения образуются пустоты и трещины), что принципиально важно для качества готового бетона", — рассказал заведующий кафедрой органической химии и высокомолекулярных соединений КБГУ Юсуф Малкандуев.
По его словам, низкое содержание воды позволяет сделать конструкции из бетона более прочными и компактными. Кроме того, практическое применение разработки позволяет снизить вероятность образования трещин и улучшить водоотталкивающие свойства, рассказали авторы исследования.
"Использование суперпластификаторов дает возможность учитывать и оптимизировать экологические и экономические факторы при строительстве. Их выбор должен соответствовать требованиям конкретного проекта и его особенностям", — прокомментировал Малкандуев.
В ходе исследования учеными были задействованы методы синтеза новых олигомерных соединений (по контролируемым длинам макромолекул находящихся между мономером и полимером), которые являются исходным сырьем для получения новых суперпластификаторов.
На данном этапе перед специалистами КБГУ стоит задача проведения дальнейших исследований, а также экспериментальной проверки полученных результатов в промышленных условиях. Для производства материалов будут применяться олигомерные материалы, которые можно синтезировать в больших объемах.
Исследования проводились при поддержке Минобрнауки и Российского Фонда фундаментальных исследований.