Технологию изготовления бетона, потенциально способную в 1,5-2 раза увеличить срок его службы в агрессивной среде, разработали Дейл Бенц (Dale Bentz) и его коллеги из американского Национального института стандартов и технологий (NIST). Такой бетон, в частности, пригодится на дорогах и сооружениях, подверженных воздействию соли и прочих противогололёдных реагентов.
Как известно, на срок службы бетона сильно влияют многочисленные циклы заморозки и оттаивания. Влага проникает в микротрещины, переходя из жидкого состояния в лёд и обратно. Постепенно она расширяет и множит дефекты в структуре бетонного монолита. В результате тот теряет свою прочность, крошится, а мосты, эстакады, тоннели и прочие дорожные конструкции становятся попросту небезопасными.
Соль на дорогах значительно усиливает этот эффект, поскольку медленно диффундирует вглубь бетона: она воздействует на молекулы воды, заполняющие микропоры в толще материала.
Инженеры и учёные давно придумывают разные варианты защиты бетонных сооружений, но, к примеру, специальные покрытия не везде можно нанести (сложно и дорого).
А специалисты из NIST придумали бетон, который сам будет противостоять проникновению ионов соли. Называется этот новый метод VERDiCT (Viscosity Enhancers Reducing Diffusion in Concrete Technology), что можно перевести как «технология снижения диффузии в бетоне при помощи вязкостного агента».
Исследователи выяснили, что замедлить диффузию ионов можно, если ввести в бетон добавку, увеличивающую вязкость смеси. Чтобы найти правильный состав, экспериментаторы перепробовали множество вариантов «загустителей бетона», погружая различные блоки в солевой раствор на год и изучая затем, как глубоко ионы соли прошли в толщу блока.
Оказалось, что наилучший эффект дают сравнительно короткие молекулярные цепочки, содержащие водород и кислород (детали исследования можно найти в PDF-документе, 641 килобайт).
Правда, пока VERDiCT нельзя назвать пригодным к промышленному применению: желаемый эффект защиты можно получить лишь при содержании «секретной добавки» в 10% от смеси. Это приведёт к заметному росту себестоимости стойкого бетона, сокрушаются изобретатели. Потому учёные из NIST продолжают поиск добавок, которые могли бы работать при концентрации 3-5%.
Зато перспективы заманчивы. В мостах, дорогах и прочих ответственных сооружениях при том же самом уровне агрессивного воздействия среды новые бетонные блоки могли бы безупречно работать, к примеру, 45 лет вместо 30, утверждают специалисты.
Познакомьтесь также с бетоном: прозрачным, надувным, очищающим воздух вокруг домов и над дорогой, дисплеем и хамелеоном.
