Инженеры ДВФУ укрепляют строительные конструкции с помощью природных нанотехнологий
3 июля 2017 - Наука и инновации
Технологию создания более прочной композитной арматуры разработали в Инженерной школе Дальневосточного федерального университета (ИШ ДВФУ). Для улучшения физико-механических свойств строительного материала изобретатели предложили добавлять углеродные нанотрубки из мха. Авторы разработки — директор ИШ ДВФУ Александр Беккер и научный сотрудник международного научно-образовательного центра «R&D центр «Арктика» Андрей Уманский — получили на изобретение патент.
Как объяснил Александр Беккер, бетонные изделия с композитной арматурой имеют высокую деформативность и большую ширину раскрытия трещин по сравнению с образцами со стальной арматурой. Инженеры ДВФУ решили укрепить структуру композитной арматуры с помощью нанотехнологий.
Основой новой арматуры служит множество высокопрочных непрерывных волокон. Их объединяют в стержень полимерной матрицей, которая скрепляет волокна и защищает их от агрессивного воздействия окружающей среды. В эпоксидную смолу матрицы изобретатели добавили углеродные нанотрубки. Они на микроуровне выполняют функцию армирующего материала и благодаря своим свойствам являются центрами направленной кристаллизации.
«Углеродные нанотрубки обладают высокими механическими характеристиками и могут применяться как эффективное средство повышения физико-механических свойств композитов. Это объясняется тем, что свободные химические связи нанотрубок обеспечивают лучшее сцепление компонентов и, как следствие, повышают прочность материала», — объяснил Александр Беккер.
Новая арматура с нанотрубками отличается повышенным значением сопротивления на растяжение (на 75-97% по сравнению с обычной) и более высоким модулем упругости при сжатии/растяжении — на 7-15%.
Интересная особенность технологии заключается в способе получения нанотрубок. Они производятся из мха сфагнума бурого (Sphagnum fuscum), собранного на болотах нижнего Приамурья. Этот мох активно используется в строительстве благодаря своей низкой теплопроводности и устойчивости к разложению. Теперь он демонстрирует новые уникальные свойства. После механической, термической и химической переработки природного сырья, получают углеродные нанотрубки диаметром 10-20 нанометров, которые ученые и предлагают использовать для укрепления арматуры.
Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru
