Бетон стал прочнее и долговечнее благодаря смоле

Инженерные конструкции из бетона, стали и других материалов подвержены вибрациям и нагрузкам. Из-за этого появляются мелкие трещины, которые разрастаются и со временем приводят к разрушению. Это явление называется «усталостным разрушением».

При этом под воздействием окружающей среды происходит коррозия материала. Именно сочетание этих факторов – усталости и коррозионного разрушения – будет определять срок службы конструкции. Для его повышения материалы армируют различными составами.

Профессор РУДН предложил использовать для этого эпоксидную смолу и сравнил, как в этом случае на нее повлияет износ и среда с разной кислотностью. Статья опубликована в журнале Polymers.

«Некоторые ученые считают, что усталостное разрушение является основной причиной разрушения. Однако иногда окружающая среда может нанести больший ущерб. Например, для бетонных конструкций, которые установлены в воде. Другими словами, сочетание коррозии и усталости более опасно, чем каждое из этих явлений в отдельности», - рассказал профессор РУДН Казем Реза Кашизаде.

Он подготовил несколько образцов обычного и эпоксидно-армированного бетона и провел испытания на усталость в различных средах: воздухе, воде, морской воде, кислой и щелочной средах. Образцы сначала помещали в среду на месяц, после чего измеряли их прочность на сжатие, а затем испытывали на многоцикловой испытательной машине. Образцы подвергались эксперименту с частотой три раза в секунду до разрушения.

Бетон на эпоксидной смоле лучше других образцов справился с коррозионным воздействием окружающей среды и циклическими нагрузками. Например, для обычного бетона в воде предел нагрузки составлял около 10 тонн, а для железобетона — около 18. То есть усталостная прочность увеличилась на 80%. Прочность железобетона на сжатие сразу после воздействия агрессивной среды оказалась на 12 % выше.

«Статические испытания показали, что прочность на сжатие бетона с полимером примерно на 12% выше, чем у обычного бетона на воздухе. Во всех остальных агрессивных средах статическая прочность обычного бетона также меньше. Усталостная прочность бетона с эпоксидной смолой существенно возрастает во всех средах, в некоторых случаях до 200%", - рассказал Кашизаде.