Ученые НИУ МГСУ: микро- и нанотехнологии кратно улучшают свойства строительных материалов

Разработанные учеными НИУ МГСУ технологии способны значительно улучшить свойства строительных материалов. Благодаря специальным микромодификаторам был разработан самовосстанавливающийся асфальтобетон, продлевающий срок службы дорог более чем в два раза. Нанотехнологии помогли в создании высокопрочного легкого бетона, вес которого на 40% меньше традиционного. Эти технологии снижают затраты на эксплуатацию, увеличивают долговечность материалов и открывают новые перспективы для регионального развития, считают авторы патентов братья Сергей и Александр Иноземцевы.

Сергей Иноземцев, кандидат технических наук и доцент кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ, возглавил разработку инновационного материала — самовосстанавливающегося асфальтобетона. Этот материал обладает способностью самостоятельно устранять небольшие дефекты и трещины, что увеличивает срок службы дорожных покрытий.

Технология основана на использовании специальных капсул, содержащих полимерный материал. Когда в асфальтобетоне образуются трещины, капсулы разрушаются и выпускают полимер, который заполняет и восстанавливает поврежденные участки. По словам Сергея Иноземцева, «использование этих модификаторов позволит увеличить срок эксплуатации автомобильных дорог, так как покрытие будет требовать меньшего количества ремонтов. Безремонтный срок эксплуатации увеличивается, что снижает затраты на эксплуатацию и содержание».

«Мы рассчитали, что использование капсул увеличивает срок службы покрытия более чем в два раза, при этом удорожание материала составляет всего около 33%. Эти затраты быстро окупаются за счет сокращения расходов на ремонт и содержание дорог», - отмечает ученый.

Другая инновационная технология основана на использовании микросфер, которые добавляют в цементный каркас для уменьшения плотности бетонных конструкций, и соответственно их массы. Наномодификатор на основе золя кремниевой кислоты и гидроксида железа улучшает взаимодействие микросфер с цементом, обеспечивая прочность и легкость материала. По словам одного из авторов изобретения Александра Иноземцева, кандидата технических наук и доцента кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ, получившийся материал совмещает в себе прочность тяжелого бетона и легкость легкого, что позволяет уменьшить материалоемкость конструкций и повысить эффективность строительства.

«Основная задача, которую мы решали, заключалась в том, чтобы создать бетон, который бы сочетал в себе преимущества как легкого, так и тяжелого бетона. Наша технология позволяет снизить плотность бетона до 1300–1400 кг/м³, что на тонну легче традиционного бетона. Это открывает новые перспективы для застройщиков, позволяя строить более высокие здания на меньших участках земли», - говорит Александр Иноземцев.

Такой бетон особенно востребован в сейсмоопасных регионах, где важна легкость конструкций для минимизации разрушений при землетрясениях. «Использование более легких материалов, сохраняющих все конструкционные свойства, позволяет уменьшить амплитуду колебаний здания при толчках, что снижает риск разрушений», — поясняет ученый.

Технологии легкого бетона также могут найти применение в производстве строительных изделий, таких как облегченные черепицы и фасадные панели. «Эти материалы могут стать доступными и для частных строителей, что снизит стоимость строительства и откроет новые возможности для малого бизнеса».

Внедрение инновационных строительных материалов в массовое производство может оказать значительное влияние на экономику регионов. Как отметил Александр Иноземцев, «это создаст новые рабочие места в регионах, так как потребуется открытие местных производств, что положительно скажется на региональных бюджетах и трудоустройстве населения». Кроме того, массовое внедрение инновационных строительных материалов может стать драйвером развития малого и среднего бизнеса.

«Малые предприятия могут специализироваться на производстве компонентов для самовосстанавливающихся бетонов, например, полимерных капсул. Это даст дополнительный стимул для развития бизнеса в регионах», — говорит Сергей Иноземцев.

Разработки полностью основаны на использовании отечественных компонентов.

«Мы стараемся максимально использовать материалы и компоненты российского производства. Это стимулирует развитие отечественной промышленности и позволяет нам не зависеть от зарубежных поставок», — подчеркнул Сергей Иноземцев.

Модифицированные строительные материалы будут использованы в реализации национальных проектов, связанных с модернизацией транспортной и жилищной инфраструктуры, считают в НИУ МГСУ.

«Использование этих технологий позволяет сократить затраты на ремонт и эксплуатацию, что в итоге способствует устойчивому развитию инфраструктуры», — заключает Сергей Иноземцев.

Источник: Пресс-служба НИУ МГСУ