УДК 691.5

СТАЛЬНАЯ АРМАТУРА В СРАВНЕНИИ С КОМПОЗИТНОЙ

Шувалов Николай Евгеньевич
Поволжский государственный технологический университет
студент

Аннотация
Рассматриваются вопросы применения самовосстанавливающегося бетона, проблемы, связанные с его внедрением в современное строительство, перспективы, потенциал новой технологии.

Ключевые слова: арматура, композитные материалы, стальная арматура


STEEL REINFORCEMENT IN COMPARISON WITH THE COMPOSITE

Shuvalov Nikolay Evgenievich
Volga State University of Technology
student

Abstract
The application of self-healing concrete problems related to its implementation in a modern building, the prospects, the potential of the new technology.

Keywords: composite materials, fittings, steel reinforcement


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Шувалов Н.Е. Стальная арматура в сравнении с композитной // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/11/73644 (дата обращения: 29.09.2017).

В настоящее время бетон является пожалуй самым распространенным материалом в строительстве. Бетонные конструкции на растяжение работают плохо, и для уменьшения количества трещин, его армируют. Это улучшает работу материала на растяжение, однако из-за образования микротрещин вода попадает внутрь и вызывает коррозию арматуры, что снижает срок службы бетона.

Самыми уязвимыми являются сооружения, построенные в водной среде. Немалым разрушениям также подвергаются автомагистральные мосты, где используют соли против зимнего гололеда.

Проблема заключается в том, что ремонт стоит немалых денег и добраться до участка, не всегда возможно.

Самовосстанавливающийся бетон – строительный материал, способный биологическим путем воссоздавать известняк, для заполнения трещины. Специальные бактерии «Bacillus» в основе которых кальций и питательные вещества: лактат кальция, азот и фосфор, добавляются в бетонную смесь. Эти компоненты могут находиться в бетона до 200 лет.

Когда образуются трещины и попадает вода, бактерии прорастают, питаются лактатом кальция. По мере потребления кислорода, лактат кальция преобразуется в известняк, который герметизирует поверхность (рис. 1).

Рис. 1. Технология самовосстановления бетона

Тестирование в лаборатории показало, что бактерии достаточно быстро размножаются и прорастают. Образование известняка в происходит в течении 7 дней, на открытом воздухе и при низких температурах – в течение нескольких недель [1, с.151-155].

Также потребление кислорода во время преобразования бактерий препятствует коррозии и повышает долговечность железобетонной конструкции.

Исследования начались с поиска бактерий, способных выжить в экстремально щелочной среде. При смешивании цемента с водной составляющей значение pH-баланса может достигать 13, в то время как большинство бактерий погибает при 10. Поиск был сконцентрирован на бактериях, для которых подобная среда является естественной.

В результате, установили единственную группу бактерий, способных выжить в подобных условиях. Они имеют толстую оболочку, позволяющую им оставаться невредимыми до 200 лет в ожидании прорастания.

Два года назад начались испытания конструкций на открытом воздухе. Построено небольшое сооружение, которое будет под наблюдением от 2 до 4 лет.

Особый коммерческий интерес заключается в использовании самовосстанавливающегося бетона для ремонта и реконструкций.

С этой целью будут проводиться дальнейшие исследования в двух направлениях. Во-первых, усилия будут направлены на поиск бактерий и питательных веществ, подходящих для восстановления и ремонта больших повреждений. Во-вторых, будут рассмотрены бактерии и питательные вещества для создания поверхностных растворов, покрывающих  поверхность с целью закрытия трещин.

В данный момент две главные проблемы, препятствуют внедрению самовосстанавливающего бетона. Первая – для удержания самовосстанавливающихся компонентов необходим керамзит, в содержании до 20% от объема бетона. Применение керамзита до 25% уменьшает  прочность на сжатие. Вторая проблема – это стоимость, которая примерно вдвое больше обычного бетона. В этом случае использование «живого» бетона будет целесообразно только для определенных сооружений, таких как подземные туннели, сооружения под водой, сооружения с ограниченным доступом для обслуживания.

Изготовление «живого» бетона промышленным способом позволит снизить его стоимость. Также, увеличение срока службы на 30% в долгосрочной перспективе оправдало бы его высокую цену.

Существуют и другие альтернативные разработки «живого» бетона, например, на сахарной основе, но лабораторные исследования займут еще несколько лет, перед тем как мы сможем увидеть новый продукт.


Библиографический список
  1. Self-healing Materials: Fundamentals, Design Strategies, and Applications/ Swapan Kumar Ghosh.: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
  2. Damian Arnold: Self-healing concrete Ngenia issue 46, March, 2011. pp. 39–43.
  3. The  ‘living  concrete’  that  can  heal  itself  By  Andrew  Stewart,  for  CNN [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://edition.cnn.com/2015/05/14/tech/bioconcrete-delft-jonkers/ (дата обращения: 16.05.2016)
  4. Тамразян, А. Г. Бетон и железобетон: проблемы и перспективы / А. Г. Тамразян // Промышленное и гражданское строительство : ежемесячный научно-технический и производственный журнал .— М., 2014 .— №7 .— С. 51-54 .


Все статьи автора «Шувалов Николай Евгеньевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: