Ученые кафедры «Строительные материалы и изделия» Архитектурно-строительного института ЮУрГУ разрабатывают проект «Бетоны для суровых климатических условий Арктики». Срок службы нового высокофункционального бетона составит не менее 50 лет в суровых условиях эксплуатации.

Разработка ученых относится к стратегическому проекту ЮУрГУ «Новые перспективные материалы». Новизна проекта заключается в том, чтобы выявить для цементных композиций с низким содержанием воды особые условия стабилизации слабозакристаллизованного компонента, который будет обеспечивать долговечность свойств высокофункционального бетона.

«Польза нашего проекта будет в том, что мы создадим модифицированные цементные композиты с особыми свойствами (марка по морозостойкости свыше F2450, низкая истираемость и водопроницаемость), и благодаря этим композитам капитальный ремонт не требуется в течении длительного срока эксплуатации в суровых климатических условиях. То есть, применяя высокофункциональные бетоны с повышенными эксплуатационными характеристиками, можно будет уменьшать сечение конструкций, обеспечивая их материалоемкость, что будет очень выгодно с точки зрения транспортных издержек, которые в конечной стоимости продукции Арктической зоны могут составлять до 60 процентов», – поясняет Кирилл Шулдяков, руководитель проекта, кандидат технических наук, доцент кафедры «Строительные материалы и изделия».

Могут быть получены разные результаты в зависимости от вида применимых модифицирующих добавок, структуры формирующегося цементного камня и характеристик стойкости бетона. В ходе исследования на основе установленных закономерностей будут разработаны рекомендации по получению долговечных бетонов, для решения различных прикладных задач в суровых условиях эксплуатации.

Образцы бетона с ребром 10 сантиметров, после испытаний на морозостойкость. На снимке слева – образец который не выдержал испытание, а справа, который выдержал / © Надежда Юшина

Люминесцентный микроскоп Zeiss Axiostar Plus (Carl Zeiss, Германия). Исследование качества крупного заполнителя для бетона / ©Надежда Юшина

Гидравлический пресс ИП-1000. Определение класса бетона по прочности на сжатие / ©Надежда Юшина

Бегунковая мешалка для перемешивания цементного раствора. Изготовление образцов-балочек из растворной смеси стандартной консистенции (растворная смесь – смесь воды, цемента и песка) / ©Надежда Юшина

Квадрупольный масс-спектрометр QMS 403D Aelos (Netzsch, Германия). Оценка температуры фазовых превращений в цементном камне и количественное определение потери массы при различных температурах / ©Надежда Юшина

«Подобных исследований, которые рассматривают именно процессы структурообразования и их взаимосвязь с макропараметрами бетона, в мире проводится очень мало. Поэтому нам важно разработать высокофункциональные бетоны со сроком службы не менее 50 лет в суровых условиях эксплуатации, для реализации стратегии социально-экономического развития Арктической зоны России, а также регионов Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока», — комментирует Кирилл Шулдяков.

По разрабатываемой тематике подана заявка на грант РНФ, и в апреле команда проекта дистанционно приняла участие в работе круглого стола «Обеспечение безопасности в Арктической зоне Российской Федерации», по результатам которого выйдет публикация в сборнике материалов. Также планируется выпустить результаты в журналах «Строительные материалы» и «Известия высших учебных заведений. Строительство», которые входят в перечень ВАК К1, RSCI и «Белый список».