#бетон

В 2024 году рынок 3D-печати в России и мире продемонстрировал устойчивый рост и активное внедрение в промышленное производство. 30% пришлось на предприятия топливно-энергетического комплекса, из которых 13% — атомная отрасль, 20% — нефтегазовое и энергетическое машиностроение. Обычно 3D-печать осуществляется методом нанесения слоев строительного материала по модели. В процессе образуются разрывы между ними, поскольку раствор не всегда бывает однородным. Ситуация требует контроля вязкости специалистами, что приводит к потере времени и снижению качества продукта из-за человеческого фактора оценки. Ученики Политехнической школы под руководством ученых Пермского Политеха разрабатали решение этой проблемы.

В строительстве набирает популярность люмобетон — современный декоративный материал, в который добавляют фотолюминесцентный пигмент. Днем он накапливает солнечную энергию, а ночью преобразует ее в свет. Такой бетон создает необычную подсветку сооружениям и расширяет дизайнерские возможности. Он может применяться в облицовке фасада, обустройстве сада, при мощении тротуара и даже в интерьере дома. Однако при всех своих эстетических качествах должен оставаться долговечным и стойким к внешним воздействиям. Ученые Пермского Политеха выявили наиболее эффективный способ введения фотолюминесцентного пигмента в состав материала. Технология обеспечивает долговременное и интенсивное светоизлучение, а также сохраняет его функциональные характеристики без увеличения себестоимости выпускаемой продукции.

Бетон — самый популярный строительный материал. По данным BusinesStat, в 2023 году его производство в России выросло на 10 процентов и составило 66,6 миллионов кубометров. Из него изготавливают элементы зданий, которые подвергаются значительным нагрузкам, воздействию влаги, солей и другим внешним факторам. Подземные сооружения, фундаменты и стены подвалов находятся в постоянном контакте с водой. Материал из-за своей пористой структуры хорошо поглощает влагу, она ослабляет его и образует трещины. Кроме этого, вода при замерзании в бетоне увеличивается в объеме, что разрушает его структуру, а следовательно и само строение. Ученые Пермского Политеха нашли способ решить эту проблему с помощью подбора оптимального расхода специальных добавок, которые повышают водонепроницаемость бетона.

Легкий бетон набирает популярность в качестве альтернативного материала. Он позволяет уменьшить вес конструкции. Из опыта проектирования известно, что многие проблемы при строительстве больших сооружений связаны в первую очередь с нагрузками от собственного веса. В случае с бетоном еще одна трудность в том, что он сохраняет свою структуру до температуры 200 градусов Цельсия, после чего его прочность может снижаться. Ученые Пермского Политеха предлагают армировать легкий бетон стальным волокном и нанокремнеземом, что позволит сделать его прочнее и устойчивее к высоким температурам. Полученные результаты важно учитывать при проектировании высотных зданий и большепролетных мостов, разрушение которых может привести к человеческим жертвам и большим материальным затратам.

Создание нового продукта требует тщательной проверки свойств его конструктивных элементов. Сократить и удешевить этот долгий и трудоемкий процесс поможет компьютерное моделирование. Сегодня в блоге мы расскажем, как белорусские ученые разработали компьютерную модель разрушения неоднородного материала – в нашем случае бетона, который широко применяется при строительстве транспортно-инфраструктурных комплексов uST.

Бетон — один из самых распространенных в строительстве материалов. Инженеры пытаются найти все новые способы повысить его прочность, чтобы постройки сохранялись долгие годы. Исследователи из Америки и Швейцарии предложили вариант упрочнить бетон с помощью углекислого газа.

Команда индийских инженеров решила проверить, как изменятся свойства высокопрочного бетона, если песок в его составе разбавить гранулами резиновых отходов. По мысли авторов, это поможет решить проблему использования отработанной резины. Результаты показали, что прорезиненный бетон стал пластичнее и лучше гасит вибрации.

Песок в бетонных смесях выполняет функцию мелкого заполнителя, он необходим, чтобы сделать конструкцию более прочной. Австралийские ученые заменили песок на отработанную кофейную гущу и проверили, можно ли сделать бетон еще прочнее.

Добавление угля превратило цемент в проводник, из которого можно сделать накопитель энергии. Если новую технологию удастся масштабировать, то в будущем дома и дороги смогут хранить электричество в собственном фундаменте, питая бытовые приборы и электромобили.

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.

Ежегодно на предприятиях, специализирующихся на выпуске изделий из ячеистого бетона образуется от пяти до 10 тысяч кубометров твердых отходов производства, большая часть которых копится в отвалах или утилизируется в качестве строительного мусора ухудшая и без того нестабильную экологическую обстановку. Помочь в решении проблемы может исследование ученых Пермского Политеха. Они нашли способ использовать твердые отходы производства ячеистого бетона как вторсырье для строительной индустрии.

Британские ученые представили новый рецепт изготовления бетона из марсианского или лунного реголита, картофельного крахмала и соли. Материал StarCrete оказался намного прочнее обычных марок бетона и может стать основой для строительства обитаемых баз на соседних небесных телах.

В рамках государственной программы «Безопасные и качественные дороги» необходимо повышение прочностных характеристик асфальтобетонного покрытия. Особое внимание требуется уделять асфальту на мостовых сооружениях ввиду постоянных, неравномерных нагрузок. При ремонте и реконструкции таких объектов необходимо применять асфальтобетонную смесь, обладающую высокими физико-механическими свойствами. Ученые Пермского Политеха изменили привычный состав асфальтобетона и повысили его прочностные характеристики, а следовательно, и долговечность. Представленная технология вносит вклад в обеспечение технологического суверенитета страны за счет использования компонентов исключительно российского производства.

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.

При прокладке магистральных трубопроводов через водные преграды возникает проблема их всплытия. Чтобы этого не происходило, трубопровод нагружают балластом, искусственно утяжеляя его. Ученые Пермского Политеха определили наиболее экономичный способ балластировки трубопровода, исходя из инженерно-геологических условий его прокладки.

Сейчас основной способ возведения зданий и сооружений — это монолитная технология строительства. Она позволяет быстро выполнять строительно-монтажные работы. Одним из факторов, которые сдерживают высокие темпы строительства жилья, становится медленное затвердевание бетона в холодное время года. На большей части территории России отрицательные температуры воздуха наблюдаются от трех до 10 месяцев. Чтобы справиться с этой проблемой, строители «прогревают» конструкции с помощью электроэнергии, что позволяет бетону быстрее набрать прочность. Ученые Пермского Политеха разработали отечественную систему, которая позволит обеспечить «умный» расход электроэнергии и будет учитывать влияние внешних факторов при строительстве. Это поможет повысить качество конструкций, ускорить темпы возведения домов и сократить затраты компаний.

Асфальтобетон является основным строительным материалом для возведения верхних слоев дорожного покрытия. Для снижения его стоимости часть природного минерального сырья заменяют промышленными отходами, в том числе извлеченным из нефтяной скважины буровой шлам, используя который можно получить тротуарную плитку, бордюры, бетонные смеси, компоненты для дорожного покрытия, шлакоблоки. Ученые Пермского Политеха разработали асфальтобетон, минеральный порошок которого состоит из отходов нефтедобычи. Технология позволит достичь снижения себестоимости производства дорожного покрытия и уменьшит объем накопления бурового шлама, за счет чего дополнительно решатся экологические проблемы и появится возможность отказаться от использования модификаторов иностранного производства.

Материалы и технологии, разработанные в ходе исследований Кольского научного центра, могут быть экономически выгодными из-за невысокой стоимости используемого сырья по сравнению с оливином или дунитом.

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

Материал, созданный из реголита, смешанного с белками крови и мочевиной космонавтов, предлагают использовать для строительства домов на Марсе и Луне. По прочности этот биокомпозит не уступает бетону.