Представьте себе материал, который устойчив к разрушениям и который можно использовать для создания зданий в 10 раз выше, чем нынешнее самое высокое здание в мире. Исследователи из Констанцского университета в Германии разработали новый тип цемента, который обладает такими свойствами, которые способны противостоять трещинам. Его можно использовать не только для строительства невероятно высоких зданий. Но и для более сейсмоустойчивых сооружений, а также более тонкие строительные разработки, которые, тем не менее, сохраняют невероятно высокий уровень прочности.
“Мы изменили наноструктуру цемента и сделали ее более упорядоченной, позаимствовав структуру от морских ежей”,- сказал профессор Гельмут Кельфен. “Основной новизной нашей работы является то, что сопротивление разрушению кристаллов гидросиликата кальция – связующее вещество в цементе и бетоне, значительно улучшилось. Это произошло благодаря первой зарегистрированной упорядоченной наноструктуре CSH. Проблема CSH заключается в том, что, хотя она демонстрирует большую прочность на сжатие, в ней чувствуется недостаток эластичности, и она имеет слабую прочность на изгиб. Эта проблема теперь преодолена с помощью нашего эластичного материала”.
Шипы морского ежа в основном изготовлены из тонкого хрупкого кристаллического материала, называемого кальцитом. Их структура напоминает упорядоченную стену из отдельных кирпичей. Синтезируя цемент, напоминающий эту структуру на наноуровне, исследователи смогли разработать материал, который устойчив к образованию трещин, образующихся при использовании обычного цемента.
“Однако, наше исследование еще не имеет применения, поскольку размеры наших мезокристаллов малы. А полимерный раствор будет слишком дорогостоящим, чтобы его можно было использовать в больших масштабах. Решением может стать добавки к цементу, повышающие его прочность”.
Исследования показали, что цемент можно использовать для создания бетона прочностью в 40-100 раз выше, чем имеющиеся смеси.
Статья, описывающая эту работу, была опубликована в журнале Materials Science.
