Новый цемент

2018-12-19 07:16:00

Прогресс не стоит на месте и вряд ли найдётся хотя бы один предмет, хоть одно изобретение, про которое можно сказать, что оно совершенно и не нуждается в изменениях. Вопрос только в том, когда они произойдут? В любом случае, исследования рано или поздно принесут свои плоды.

Например, совсем скоро должен появится сверхпрочный цемент – для этого есть все предпосылки. И по всей вероятности произойдёт это в США – именно там было сделано несколько важных открытий в этой области.

Разгадка молекулярной структуры цемента

В 2009 году в Массачусетском технологическом институте учёные смогли воспроизвести трёхмерную структуру цементного раствора. Разобравшись в сложных цепочках цементных гидратов, Франц-Йозеф Ульм, Роланд Пелленк и Сидни Ип смогли смоделировать молекулярную систему застывшего цемента.

Оказалось, что строение соединений кальция, кремния, кислорода и водорода представляют собой не единый кристалл, а скорее сплетение повторяющейся структуры кристалла с бесформенными случайными отклонениями, которые образуют пустоты, куда и помещается молекула воды, отвечающая за прочность цемента.

По мнению учёных, полученная модель позволит со временем регулировать прочность строительного раствора, его взаимодействие с окружающей средой. Вместе с тем, открытие учёных создало условия для дальнейших разработок в этой области.

Программируемый цемент

Следующее шаг к качественному изменению цементных растворов был сделан в Техасе. На этот раз объединились исследователи из двух университетов: Университета Уильяма Марша Райса и Хьюстонского университета.

Результат впечатляющий: учёные смогли буквально приручить молекулярную структуру гидросиликата кальция (C-S-H), который формируется в результате самой важной для строительства реакции – соединения сухого цемента и воды. Контролируя процесс образования соединения, исследователи научились изменять размер и форму частиц: куб, пирамида, ромбоэдр, призма. В результате частицы с измененной морфологией придали большую плотность раствору за счёт менее пористой конечной структуры материала. Лучший результат по увеличению плотности у кубической формы – около 30%.

Полученный в результате улучшений раствор пока не способен обойтись без армирующих конструкций. Зато он может значительно снизить нагрузку на экологию, сокращая количество углекислого газа, образующегося при производстве бетона, потому что достигает большей прочности при меньшем объёме вещества.

Какое открытие будет следующим и как оно изменит нашу жизнь? Будем следить за новостями.


Назад На главную