Армированный бетон теперь имеет сверхпрочную альтернативу

Стальная арматура долгое время считалась главным материалом для усиления прочности бетона. Однако с помощью новой технологии удалось укрепить бетон с помощью другого материала.

3D печать позволила создать полимерную решетку, являющуюся опорой низкоуглеродистого бетона. Это прочный и долговечный материал, превосходящий по своим качествам обычный бетон, который стоит дорого, весит много и со временем разрушается.

Зачем полимеры добавлять в бетон

Полимерные волокна стоят мало, легкие, да и коррозия им не страшна. Это доказали результаты опытов, произведенных в Калифорнийском университете в городе Беркли.

Полимеры и сейчас используются, однако их добавляются в бетон непосредственно перед заливкой. При этом волокна материала распределяются хаотично, а значит — некоторые участки будут прочнее, а другие, наоборот, слабее. В Беркли решили устранить этот недостаток.

С помощью 3D-печати удалось создать полимерную решетку, чья структура отличается легкостью и прочностью. В составе — смесь полимеров акрилонитрил-бутадиен-стирола (АБС), а внутрь решетки заливается бетон более прочной конфигурации на сжатие, чем обычный.

Ход и результаты эксперимента в Беркли

Во время экспериментов использовались полимерные решетки разной степени плотности. Они занимали 19,2-33,7% общего объема бетона. При этом оказалось, что механические свойства бетона не сильно отличались от армированного варианта.

Ученые выяснили, что более плотные образцы были устойчивы к деформациям и поглощали много энергии, а менее плотные (с тонкой решеткой) имели такой же запас прочности.

В ходе проекта удалось доказать, что создание бетона с использованием альтернативных материалов позволит снизить выбросы CO2 при его производстве. Полимеры являются углеродно-нейтральными. Используя их, вторичную переработку и ВИЭ удастся снизить урон для экологии.

Теперь, по заявлению Брайана Салазара — одного из исследователей, они планируют провести эксперимент над использованием решеток разных геометрических форм. Возможно, меняя форму, можно более успешно решать разные задачи.