Исследователи из Томского государственного архитектурно-строительного университета предложили способ изготовления обычного бетона в стандартных условиях, который поможет сделать материал прочнее на 10%. Разработка выполняется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
Специалисты предложили использовать в процессе приготовления бетонного раствора активированную жидкость. Это обычная вода, многократно обработанная переменным электромагнитным полем. Лабораторные эксперименты показали, что в активированной воде происходит повышение оптической плотности водородных связей, что меняет химическую реакцию между алитом (минералом в цементе) и водой.
«В лабораторных условиях мы получили следующий результат. При использовании активированной электромагнитным полем воды примерно после 800 минут твердения раствора его сопротивление значительно увеличивается от базовых характеристик, как при использовании обычной жидкости. Прочность возрастает примерно на 10%», — рассказала руководитель стратегического технологического проекта ТГАСУ «Химия и инжиниринг новых строительных материалов», доктор физико-математических наук Ирина Курзина.
С помощью широкого спектра электрофизических методов ученые установили зависимость изменения процессов гидратации (взаимодействие цемента с водой) и структурообразования цементного камня при использования активированной воды. После затвердения раствора его прочность на сжатие увеличивается на 10%. Это открывает новые возможности для использования данного материала в строительстве зданий и сооружений в зоне со сложными климатическими условиями, в строительных проектах, где предъявляются повышенные требования к прочности бетона: монолитное строительство, строительство мостов и сложных инженерных сооружений с высокой нагрузкой на несущие бетонные конструкции.
«Сейчас активно ведутся исследования по повышению прочности бетона за счет добавления различных компонентов в смеси (нановолокон, различных премиксов), способов армирования. В Австралии, например, ученые предлагают использовать биоуголь, полученный из термически обработанной кофейной гущи. Все эти добавки предполагают изменения рецептуры смеси и существенное удорожание конечного продукта. Наша технология же, наоборот, предполагает более бюджетное решение. В процессе активации воды электромагнитным полем тратится в сотни раз меньше энергии, чем, например, при прогреве смеси электрическим кабелем для набора прочности в монолитном строительстве», — отмечает Ирина Курзина.
В настоящее время заканчиваются лабораторные исследования. В планах ученых ТГАСУ — проведение совместных с промышленным партнером испытаний на строительной площадке.
Справочно: Стратегический технологический проект ТГАСУ «Химия и инжиниринг новых строительных материалов» направлен на создание высокотехнологичной продукции, новых материалов и химических соединений. Научные команды разрабатывают полифункциональные композиционные смеси, технологии и архитектурный дизайн для 3D-печати домов и сооружений, новые технологии синтеза полифункциональных порошковых материалов и технологии нового поколения огнеупорных изделий.
