Там давно известен существенный недостаток обычных железобетонных конструкций: они недолговечны из-за перепадов температур, разрушаются из-за образования льда в порах строительного материала, увеличенного механического напряжения. Поэтому над повышением долговечности сооружений в экстремальных климатических условиях работают ученые во всем мире. Для ЮУрГУ эта научная проблема также представляет интерес. Исследования в области материаловедения, наряду с цифровой индустрией и экологией, являются стратегическим направлением развития научной и образовательной деятельности университета.
Исследованием долговечности бетона здесь занимаются с 1990-х. В новой работе, стартовавшей в 2018 году, впервые показана необходимость обеспечения стабильности гидратных фаз цементного камня при циклическом замораживании и оттаивании. В этом случае остаются неизменными механические свойства бетона, а следовательно, и его долговечность. К слову, ученые предложили оценивать именно долговечность во временных показателях срока службы в зависимости от условий эксплуатации железобетонных конструкций и используемых модификаторов, поясняет старший преподаватель ЮУрГУ Кирилл Шулдяков.
Получить строительный материал с заданными свойствами исследователям удалось, изменив при введении различных модифицирующих добавок из наночастиц структуру гидратных фаз цементного камня. Именно наночастицы придают материалу особую прочность: такой бетон может сохранять прочность 100 лет и даже дольше. Опытные образцы испытывали при температуре минус 50 градусов, клали под пресс, высушивали в печи - провели сотни самых разных краш-тестов. Они показали: бетон с новыми свойствами не разрушится в условиях суровой Арктики, останется невредим глубоко в море и в огне не сгорит. Кроме того, при введении различных модификаторов свойства бетона по морозостойкости могут меняться.
По мнению исследователей, разработка готова к запуску в производство. При освоении Арктической зоны строить из такого бетона можно практически вечные дома, газопроводы, дороги и мосты, взлетные полосы, порты - любые сооружения. Инновацией заинтересовались челябинские заводы. Один из них уже готовится выпустить пробную партию дорожных плит специально для Крайнего Севера.