Бетон с добавлением резины приобрел большую гибкость, практически не изменив свои характеристики на прочность

Новости МирТесен

Группа индийских специалистов по инженерному делу провела исследование с целью определения влияния добавления гранулятов резиновых отходов в состав высокопрочного бетона, предназначенного для замены части песка. Целью данного подхода является поиск эффективного способа утилизации изношенных автомобильных шин. В ходе эксперимента было установлено, что бетон с добавлением резины приобрел повышенную пластичность и улучшенные характеристики поглощения вибраций.

Бетон является наиболее востребованным материалом в сфере строительства по всему миру. Использование этого материала имеет давнюю историю: еще в древности, в таких цивилизациях как Древний Египет, Древний Рим и других государствах, возводились сооружения из смеси гравия, глины и воды. В настоящее время годовой объем потребления бетона достигаетЕжегодно в мире образуется около 11 миллиардов тонн отходов. Разработка новых технологий привела к постоянному совершенствованию состава бетона, причем все больше внимания уделяется его экологичности. Это достигается путем модернизации производственных процессов и поиска альтернативных компонентов.

Индийские инженеры, в частности, предложили использовать гранулы отработанных покрышек для частичной замены песка в составе высокопрочного бетона (HPC). Проблема утилизации таких отходов, заключающаяся в нанесении вреда окружающей среде, может быть решена за счет их промышленного использования. Статью об этом опубликовали в журнале Scientific Reports.

Резиновую крошку используют в бетоне уже достаточно долго — предыдущие исследования продемонстрировали, что добавление этого компонента влияет на способность бетона поглощать вибрации, его теплоизоляционные характеристики, устойчивость к воздействию мороза и другие параметры. Однако, нередко это приводило к снижению прочности затвердевшего раствора — и иногда значительно. Вне зависимости от других совершенствований, снижение прочности остается основной преградой, препятствующей повсеместному применению усовершенствованного бетона.

Индийские инженеры провели серию экспериментов, изменяя соотношение каучуковых зерен различного размера в мелком заполнителе. Было приготовлено четыре образца смеси: в трех из них от пяти до пятнадцати процентов песка заменили гранулами покрышек, а четвертый служил контрольным образцом, где песок не заменялся. Последующая оценка включала анализ как свежего раствора (определение веса, содержания воздуха и других параметров), так и затвердевшего высокопрочного бетона – на прочность, растяжимость, упругость и способность к виброгашению.

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что замещение 5, 10 и 15% песка в бетонной смеси на частицы резины привело к снижению прочности затвердевшего бетона на 14, 28 и 51% соответственно. Наиболее значительные изменения проявились в бетоне с наибольшим содержанием резины: его гибкость уменьшилась, а коэффициент демпфирования вибраций увеличился. По мнению исследователей, добавление каучука размером 0,6 мм изначально негативно сказалось на прочности материала, однако через 224 дня наблюдалось её существенное повышение.

В результате проведенного исследования было установлено, что при замене менее десяти процентов песка на частицы отработанных покрышек в составе бетонной смеси сохраняется достаточный уровень прочности материала, а также повышается его способность к поглощению вибраций и улучшаются пластические свойства. После проведения дополнительных усовершенствований состава, например, путем добавления армирующих волокон, модифицированный бетон может найти применение при возведении сейсмостойких конструкций.