В Томске увеличили прочность цементного камня на 30%

Ученые ТГАСУ выяснили, что прочность цементного камня можно повысить на 30 процентов, применяя комплексную химическую добавку и ультразвуковую обработку воды. Эти результаты открывают новые возможности для создания более надежных и долговечных строительных материалов. Исследование опубликовано в "Вестнике Томского государственного архитектурно-строительного университета". Об этом сообщает издание Ferra.

Для улучшения прочности цементных материалов обычно используют химические добавки, такие как наноразмерные частицы, включая нанокремнезем, нанооксид алюминия, углеродные нанотрубки и графен. Эти добавки заполняют микропоры, ускоряют затвердевание и уменьшают усадочные деформации. Однако у них есть ограничения: не все добавки хорошо совместимы друг с другом или с определенными типами цемента, а наночастицы могут агрегацией, что снижает их эффективность без специальной обработки.

В рамках эксперимента ученые ТГАСУ совместно с индустриальными партнерами использовали цементы двух марок — ЦЕМ I 52,5Н и ЦЕМ II/A 42,5Б. В цементную смесь была добавлена комплексная добавка из нанодисперсного оксида кремния и микродисперсного карбоната кальция, а вода для затворения подвергалась ультразвуковой обработке.

"Мы установили возрастание гидравлической активности цемента, причем эффект усиливается с повышением его марки. Ультразвуковая обработка воды активирует ее взаимодействие с цементом. Наиболее значительный эффект наблюдается при совместном модифицировании цемента и воды: прочность цементного камня увеличивается на 15–30 процентов", — отметил профессор кафедры физики, химии и теоретической механики ТГАСУ Николай Горленко.

По словам исследователей, полученные результаты открывают новые перспективы для оптимизации составов цементных композиций и повышения эксплуатационных характеристик строительных материалов. Это позволит создавать более долговечные бетонные конструкции, снижать расход цемента и уменьшать энергозатраты на производство.

В будущем ученые планируют подобрать оптимальные составы и концентрации химических добавок для цементных материалов, а также изучить влияние других физических факторов, таких как магнитные и электромагнитные поля, вибрация, на их свойства. Работа осуществляется в рамках национального проекта по обеспечению технологического лидерства "Новые материалы и химия" и при финансовой поддержке программы "Приоритет-2030".