Бетон с годами крепчает, но сдается без боя: скрытая цена прочности
Ученые из Московского государственного строительного университета выяснили, что бетон, который годами выдерживает нагрузку, становится прочнее, но при этом — более хрупким.
Они провели эксперименты, чтобы понять, как материал поведет себя в аварийных ситуациях, например, если внезапно обрушится одна из опор здания.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Structures.
Что сделали исследователи:
- Взяли бетонные образцы разной прочности.
- Нагружали их шесть месяцев (примерно 60% от максимальной нагрузки, которую они могут выдержать).
- Затем резко увеличивали нагрузку, имитируя динамические удары.
Что показали эксперименты:
- После долгой статической нагрузки прочность бетона выросла на 7–10%.
- При резких ударах прочность увеличилась еще сильнее — на 20–32%.
- Но чем прочнее становился бетон, тем хуже он сопротивлялся деформациям — то есть ломался почти без предупреждения.
Почему так происходит
Когда бетон долго находится под давлением, его внутренняя структура уплотняется. Напряжения распределяются равномернее, и материал становится крепче. Но за это приходится платить: он теряет гибкость и трескается при внезапных ударах.
Как это поможет в строительстве
Ученые создали математическую модель, которая предсказывает поведение бетона в реальных условиях. С ее помощью можно проектировать здания, устойчивые к обрушениям.
В будущем мы применим эту модель для анализа конструкций с учетом их срока службы, — говорит руководитель исследования Сергей Савин.
Ранее ученые разработали более прочный и экологичный бетон.
Фото: Общий вид бетонных образцов по результатам испытаний: квазистатические (а); динамические и статико-динамические (б) испытания. Источник: Сергей Савин.
