В проектировании и строительстве туристических и развлекательных объектов инфраструктура — бассейны, аквапарки, тематические парки, отели и туристические комплексы и т. д. — часто подвергается сильным нагрузкам или воздействию суровых условий окружающей среды. Хотя внешнее армирование с помощью листов или тканей из углеродного волокна является хорошо зарекомендовавшей себя технологией для противостояния этим вызовам, инновации в материалах открывают новые горизонты. В данном случае мы обсудим прямое включение углеродных волокон в бетонную смесь, или бетон, армированный углеродным волокном (на англ. CFRC).
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, делает вывод, что добавление углеродных волокон в цементную матрицу не только повышает ее механическую прочность, но и улучшает устойчивость к воздействию факторов окружающей среды. Кроме того, испытания определили оптимальный пороговый уровень дозировки — около 0,4% углеродных волокон. При такой дозировке прочность на сжатие увеличивается на 15,02% по сравнению с обычным бетоном. Однако, при превышении этого предела избыток волокон снижает сцепление цемента и уменьшает его прочность.
Прочность на растяжение улучшается еще больше: при добавлении 0,4% углеродного волокна прочность бетона на растяжение увеличивается на 51,12%, при концентрации 0,2% улучшение составляет 41,32%, а при дозировке 0,6% — 46,26%. Такое армирование обусловлено способностью микроволокон предотвращать образование микротрещин, распределять напряжения и, следовательно, замедлять разрушение конструкции.
Как и ожидалось, CFRC также демонстрирует более высокую долговечность. После 100 циклов погружения в хлориды и многократного замораживания потеря массы составила 0,90% по сравнению с 1,63% для обычного бетона. Кроме того, испытания на удар с использованием стержня Гопкинсона подтвердили превосходную устойчивость к динамическим нагрузкам.
Применение CFRC в проектировании и строительстве объектов для отдыха и туризма является перспективным: в водоемах и морской среде устойчивость к хлоридам снижает коррозию арматуры и замедляет появление трещин; в климате с большими колебаниями температуры предотвращает деградацию поверхности, что приводит к сокращению затрат на техническое обслуживание.
Рауль Сориано, старший специалист по моделированию Отдела архитектуры Amusement Logic
