В Пермском Политехе разработали недорогой полупрозрачный бетон
Сегодня при строительстве зданий и создании легких дорожных покрытий используют альтернативный материал – полупрозрачный бетон, который состоит из бетона и оптоволокна. Он способен пропускать свет, что позволяет воплощать уникальные архитектурные решения. Но оптоволокно – достаточно дорогостоящий материал. Ученые Пермского Политеха предложили получать более дешевый бетон с высокой способностью пропускать свет из отходов оргстекла. Это позволит повысить качество материала и сэкономить средства компаний. Цветовая разметка на дорогах на основе этого материала сможет существенно снизить число аварий в темное время суток.
Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Результаты исследования разработчики опубликовали в журнале Вестник ПНИПУ. Construction and geotechnics.
«Материал на основе бетона и оптических волокон был создан в 2001 году, и последние десятилетия на него есть спрос. Инновационный бетон может пропускать до 80 процентов света. Прочный и водонепроницаемый материал обладает низкой плотностью и пористостью. Он сочетает в себе легкость и полупрозрачность, поэтому его предлагали использовать в легких стеновых конструкциях.
Это позволяет создать впечатление отсутствия толщины и веса. Но технология получения бетона с оптическими волокнами – сложный и дорогостоящий процесс. Его использование в конструкции оправдано в малых объемах, а переход на большие партии увеличивает расход материала. Поэтому мы предложили использовать альтернативный материал со «вставками» из доступного и недорогого оргстекла», – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры технических дисциплин Лысьвенского филиала Пермского Политеха по направлению «Строительство», кандидат технических наук Александр Сиянов.
Оргстекло – недорогой и прозрачный полимер. По словам разработчиков, реализовать технологию можно практически без затрат, если использовать доступные отходы этого материала. Ученые предложили ввести их в бетон в форме прямолинейных элементов кругового профиля. Чем больше «вставок» в бетоне, тем прозрачнее он получится.
Исследователи из Пермского Политеха предложили способ пропускания света под разными углами с учетом архитектурных требований. Они получили образцы полупрозрачного бетона с нужными характеристиками и провели их испытания. Это позволило выявить уровни, на которых в материале происходят изменения. Ученые определили свойства бетона в зависимости от количества прозрачных элементов и установили связь между их распределением и световым эффектом. Они определили плотность и прочность материала, а также проходимость света.
«Чтобы оценить влияние оргстекла на свойства бетона, мы провели испытания образцов. В качестве вяжущего вещества использовали пуццолановый портландцемент – материал на основе цемента и активной минеральной добавки, который твердеет в воде и во влажных условиях, – с удельным весом 2,7 г/м3. Оргстекло добавили в виде элементов диаметром пять и семь миллиметров, которые составили в материале долю 2,5 и 3,5 процентов. В процессе приготовления мы добавляли воду и пластификатор – вещество, которое придает материалу эластичность или пластичность при переработке и использовании.
Прозрачные элементы размещали в заранее подготовленные отверстия и закрепляли в пазах экспериментальной формы, а затем выравнивали их. В качестве источника света мы применяли фонари со светодиодными лампами мощностью 150 Вт. Результаты пропускания света отслеживали на деревянном экране», – отмечает ученый.
В процессе изготовления изделий оргстекло укладывали слоями и уплотняли. Его доля составила менее 10 процентов от площади сечения материала. Бетон ученые выдерживали в течение суток при температуре около 21 °C, а затем материал набирал прочность еще семь и 28 дней. В экспериментах использовали образцы в виде кубиков размером 50 × 50 × 50 мм и призм размером 40 × 40 × 160 мм. Ученые также определили прочность материала, сжимая и изгибая его с помощью силового пресса.
Результаты испытания на сжатие позволили определить, что оргстекло оказало положительное влияние на свойства бетона. Это снизило плотность на 10 процентов, повысило прочность до 36 процентов и уменьшило массу. Ученые провели испытания прочности совместной работы двух материалов. Для лучшего «сцепления» с бетоном они использовали элементы с выступами. Результаты на сдвиг показали меньшую прочность, что необходимо учитывать при проектировании зданий уязвимых конструкций, строительстве на территориях с неспокойными погодными условиями и опасностью возникновения пожаров. В остальных случаях применение нового бетона повысит светопроницаемость и снизит экологические риски.
По словам ученых, технология позволила улучшить характеристики полупрозрачного бетона. Его можно использовать в строительстве и создании дорожных покрытий. Он станет частью наружных и внутренних частей зданий, в том числе для дополнительного освещения.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые создали математическую модель, которая показала вероятную гибель древнего спутника Венеры из-за гравитационных сил. Теоретическое исследование предлагает один из сценариев развития Солнечной системы, чтобы понять причины кардинальных различий в эволюции Земли и ее соседки.
«Росатом» рассматривает возможность создать под Мурманском новое предприятие для достройки плавучих атомных энергоблоков. Причина в том, что количество заказов госкорпорации растет, а существующих мощностей партнеров может не хватить.
Ученые из МФТИ и ИППИ РАН выяснили, что у квантовых полей вблизи черных дыр (или ускоренно расширяющейся Вселенной) есть «порог нагрева». До этого порога чем выше температура, тем быстрее поле «забывает» свое прошлое. А выше порога нагрев уже не помогает: скорость забывания становится постоянной и определяется не температурой, а самой формой пространства (например, размером горизонта).
Госдолг США достиг 40 триллионов долларов и растет все быстрее и быстрее. На Западе переполох: при таких размерах его не выплатить. Следовательно, полагают многие, надо решить проблему как древние шумеры — долг обнулить и начать занимать заново. Рецепт кажется здравым, но есть нюансы. Причем поучительнее всего они даже не для Штатов, а, как ни странно, именно для России.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно