Инженеры Военного учебного центра Дальневосточного федерального университета (ВУЦ ДВФУ) вместе с коллегами из Российского университета дружбы народов (РУДН) разработали бетонную смесь с нанодобавками для возведения монолитных конструкций высотой до десяти этажей. Заливать бетон можно в условиях очень влажного климата при температурах до минус пяти градусов – то есть, в обстоятельствах, традиционно проблематичных для возведения монолитных зданий.
Заливка при температуре ниже плюс пяти градусов требует специальной методики. Нарушение технологии снижает характеристики монолитных конструкций, которые разрушаются преждевременно. В связи с этим инженеры предлагают вводить в состав бетонной смеси добавки российской разработки (гиперпластификаторы), свойства которых улучшены с помощью нанотехнологий. Такой состав бетона поможет сохранить прочность и долговечность бетонных конструкций, возводимых на холоде, без удорожания технологического процесса.
«Характеристики новой нано-смеси соответствуют потребностям гражданского строительства и в целом превосходят нормативные требования. Бетон можно использовать для возведения гражданских конструкций высотой до десяти этажей в условиях высокой влажности, что делает разработку актуальной для строительных работ, к примеру, на юге Дальнего Востока России. Смесь быстро схватывается, бетонный камень получается более плотным, без комкования, обладает гелевой пористостью, то есть размер его пор меньше технологических капиллярных как у обычных бетонов. Таким образом, в новый бетон не проникает влага, которая разрушает обычный бетон. По словам специалистов ВУЦ ДВФУ, новая бетонная смесь содержит меньше цемента, который заменили на зольные отходы энергетических производств и отсевы дробления песка, что делает бетон более экологичным. Технологические свойства новой смеси аналогичны смесям, которые содержат цементы высоких марок.
Инженеры рассчитали пропорции модифицированных добавок опытным путем, расчет уточнили с помощью математических моделей. Благодаря выверенному составу смеси удалось повысить морозостойкость бетона и решить проблему его повышенной текучести, которая в условиях низких температур становится причиной комкования бетона (сегрегации) и снижения прочности заливаемой конструкции. При этом в смеси использовали на 40% меньше воды, повысили прочность и плотность бетонного камня. Высокая плотность и гелевый размер пор были достигнуты не только благодаря нанодобавкам, но и за счет технологии дополнительного измельчения частиц бетонной смеси – установку для измельчения также разработали в ДВФУ.
Разработчики технологии уже проверили свойства смеси в реальных условиях: в процессе полевого исследования они построили перекрытия и несущие конструкции пятиэтажной парковки. Бетонный камень застывал 28 дней в естественных условиях при перепадах температур от плюс пяти до минус шести градусов, итоговый результат полностью соответствует заявленным стандартам.
В качестве добавок ученые использовали уже хорошо известные в строительной индустрии компоненты, свойства которых они улучшили наночастицами. Так, смолу нафталин формальдегида усилили свойствами диоксида кремния, в итоге бетон получился прочнее и может дольше сохранять эксплуатационные характеристики. Также в смесь добавили омыленную древесную смолу и нитрат натрия.
Примечательно, что, по словам разработчиков, построенные с применением новой технологии объекты не потребуют капитального ремонта в течение 50 лет. На следующем этапе исследований ученые планируют разработать бетонную смесь для заливки при минус пятнадцати градусах.

www.nsp.su