Архангельские ученые создали материал, кардинально улучшающий свойства бетона и древесины.

Ученые Северного (Арктического) федерального университета работают над созданием нанокомпозита, который мог бы существенно улучшить свойства строительных материалов.

Работа студенток кафедры композиционных материалов и строительной экологии Института строительства и архитектуры САФУ Наталии Калининской и Татьяны Поспеловой посвящена получению новых материалов с применением строительных композитов из местного сырья песка и сапонита (отход алмазодобывающей промышленности.

Если использовать компоненты в определенном сочетании, при этом учитывая характеристики наноразмеров частиц, между ними появляются очень прочные связи. В этом случае компоненты можно использовать вместо цементной составляющей, например, в бетоне. При этом прочность бетонных конструкций усиливается в 20 раз , рассказывает научный руководитель проекта Аркадий Айзенштадт.

Работа студенток была направлена на поиск оптимального сочетания компонентов для получения такого эффекта. Сделано теоретическое физико-химическое и коллоиднохимическое обоснование процессов, проведена оптимизация условий для их протекания.

Нанопорошок, полученный учеными кафедры композиционных материалов и строительной экологии САФУ . улучшает свойства не только бетона, но и древесины. Экспериментально мы доказали, что при обработке поверхности древесины композиционным материалом она становится более долговечной, огнеупорной, а также влагонепроницаемой и морозостойкой , рассказывает научный сотрудник кафедры Александр Тутыгин.

В одном из экспериментов ученые в течение пяти минут воздействовали открытым пламенем на обычный брусок дерева и на древесину, обработанную нанопорошком. Если в первом случае древесина сильно обуглилась, то брусок с нанопокрытием практически не пострадал.

Создание негорючей древесины — одно из направлений наших исследований. Она очень актуальна в условиях пожара, когда дорога каждая секунда. При этом нанопокрытие увеличивает теплоемкость и долговечность стройматериалов. При создании бетона мы предложили часть цемента заменить нанодобавкой из простого песка. При этом в разы увеличилась прочность стройматериала, а значит долговечность сооружений. Кроме того, добавка изменила энергосберегающие свойства бетона. В жилых домах гарантирован нормальный теплорежим , комментирует новые достижения молодых ученых Аркадий Михайлович.

Есть еще одно направление — укрепление грунтов. Сейчас используется специальный грунтобетон. Однако добавление в грунт наносмеси на основе песка и сапонита позволяет получить более твердую структуру, на которой можно безопасно строить нефте- и газопроводы в болотистой местности и в условиях вечной мерзлоты.

После получения патентов на изобретения ученые кафедры планируют открыть малое предприятие по созданию нанодобавок в промышленных масштабах.

Сейчас мы перешли к опытно-лабораторным испытаниям уже непосредственно на бетонных смесях. Кроме того, мы изучаем влияние температурного режима на строительные конструкции. Пока получаем наноматериалы в весьма небольших количествах, в дальнейшем перейдем к более серьезным объемам, продолжил Аркадий Айзенштадт . Скоро мы должны получить современный шаровой размольный аппарат, который позволяет изготовить не 400 грамм смеси в наноразмерном состоянии, а 20 килограмм. Можно считать, что мы уже на пороге промышленного испытания наноматериалов.

Слева древесина необработанная, справа - древесина, обработанная нанопорошком. Фото предоставлены пресс-службой САФУ.

Образец суперпрочного бетона.

Научный сотрудник кафедры композиционных материалов и строительной экологии института строительства и архитектуры САФУ Александр Тутыгин.