Учёный НИУ МГСУ о том, как разработать новые перспективные составы высокопрочных бетонов

Экстремальные условия эксплуатации значительно сокращают срок службы железобетонных конструкций, и сегодня растёт потребность в высококачественных бетонах, в том числе высокопрочных, которые отличаются высокой прочностью при сжатии, высокой плотностью, практически нулевым водопоглощением.

Враг бетона — трещины, которые могут начать активно распространяться в конструкции. Предотвратить распространение трещин учёным помогает знание механики разрушения — это раздел механики твёрдого деформируемого тела об условиях разрушения тел различной формы. Однако сегодня существуют исследования в области механики разрушения лишь бетона обычной прочности, а вязкость разрушения высокопрочных бетонов изучена недостаточно.

Исследование учёных НИУ МГСУ связано с особенностями разрушения высокопрочных бетонов. Они изучили физико-механические свойства и параметры механики разрушения (критический коэффициент интенсивности напряжений и критическая скорость высвобождения энергии) высокопрочного бетона. Кроме того, в ходе работы исследователи выдвинули и подтвердили гипотезу о том, что разрушение при сжатии высокопрочного бетона начинается с развития отрывных трещин, параллельных направлению сжатия в то время, как при сжатии обычного бетона — с развития наклонных сдвиговых трещин.

Параметры механики разрушения, определённые благодаря исследованию, могут применяться в развитии теории прочности и механики разрушения. Практическое применение — в разработке перспективных составов высокопрочных бетонов для строительства зданий и сооружений.

«Сегодня необходимо проводить исследования и создавать новые, более высокопрочные составы бетона, которые будут работать в агрессивных средах при отрицательных температурах в условиях попеременного замораживания и оттаивания», — сказала победитель студенческой лиги III Международного строительного чемпионата в номинации «Информационное моделирование», студентка первого курса магистратуры кафедры Железобетонных и каменных конструкций НИУ МГСУ Полина Иванова.

Во второй работе исследовалось влияние различных типов армирования на морозостойкость высокопрочных модифицированных базальтобетонов. По результатам испытаний были определены физико-механические характеристики бетона всех составов, выполнен анализ влияния различных типов дисперсного армирования на повышение прочности и морозостойкости базальтобетонов.

«Исследование направлено на создание высокопрочных бетонов, которые будут работать при отрицательных температурах, в том числе в условиях крайнего севера. И при продолжении исследования в данной тематике будут создаваться, совершенствоваться и изучаться более высококачественные бетоны, которые в перспективе могут быть использованы на практике в агрессивных средах при отрицательных температурах», — отметила Полина Иванова.

В планах молодого учёного — продолжать исследования в выбранном направлении вместе с научным руководителем, доцентом кафедры Железобетонных и каменных конструкций НИУ МГСУ, кандидатом технических наук Галиной Окольниковой: проводить исследования свойств высокопрочных бетонов и фибробетонов с точки зрения механики разрушения.

К научным достижениям Полины относится победа на III Международном строительном чемпионате, участие в финале чемпионата от компании «PERI» по производству опалубки; третье место во II Международном строительном чемпионате в г. Казань в командной номинации «Информационное моделирование и проектирование»; участие в форуме «Материаловедение и строительство» в г. Сочи в рамках всероссийской олимпиады «Я-профессионал» (2022 г.); третье командное место в кейс-чемпионате «Changellenge. CupConstruction2021».