БЕТОН С «КОНСТРУИРОВАННЫМИ ДЕФЕКТАМИ»

Вдохновленные блестящей оболочкой раковин моллюсков, исследователи кафедры гражданского и экологического строительства Принстонского университета создали цементный композит, в 19 раз более гибкий и в 17 раз более устойчивый к трещинам, чем обычный бетон.

По мнению ученых, в будущем он может заменить хрупкие керамические материалы, такие как фарфор и бетон.

Созданные природой материалы отличаются эргономичной и практичной структурой. Например, материал перламутр, который представляет собой органо-неорганический композит, состоящий из трехмерного кирпично-известкового узора, сделанного из листов шестиугольных пластов арагонита, твердого минерала, склеенных мягким, гиперэластичным биополимером.

Арагонит очень хрупкий, но благодаря пластичности биополимера, при растяжении пласты скользят относительно друг друга, и перламутр может значительно деформироваться, но не сломаться. Ученые создали новый, превосходный цементный композит, имитирующий архитектуру натурального перламутра.

Наложенные друг на друга шестиугольные пласты цементной пасты были прослоены гиперэластичным полимером поливинилсилоксаном (ПВС). Полученный образец материала был протестирован на изгиб в трех точках с надрезом, при котором в середине балки оказывалось направленное вниз давление, а на каждом конце – направленное вверх давление, чтобы оценить трещиностойкость или вязкость разрушения.

Испытания показали, что композитные балки со структурой перламутра продемонстрировали в 19 раз большую пластичность и в 17,1 раз большую прочность на разрыв, чем контрольные литые бетонные балки.

Конечно, эти результаты были получены в лаборатории. Исследователи планируют протестировать биоинспирированный цементный композит в реальных условиях.