Долговечный бетон: новые стандарты прочности

Старение инфраструктуры ставит перед современными городами важный вопрос: как гарантировать долговечность строительных материалов?

Пранной Суранен, профессор кафедры гражданского и архитектурного строительства Университета Майами, активно участвует в поиске ответов на этот вопрос в мировом масштабе. В рамках международной организации RILEM, объединяющей лаборатории и экспертов в области строительных материалов, систем и конструкций, он сотрудничает с учеными по всему миру для углубления понимания долговечности бетона.

Ключевым аспектом этой работы является изучение уязвимости бетона к воздействию агрессивных химических веществ, присутствующих в окружающей среде. Сульфаты и хлориды, представляющие собой соли, содержащиеся в почве, воде и прибрежном воздухе, со временем проникают в бетон. Сульфаты ослабляют сам материал, а хлориды вызывают коррозию арматурной стали. Эти медленные процессы являются одними из основных причин преждевременного разрушения бетонных конструкций.

В этом году деятельность Суранен в рамках RILEM ознаменовалась важным событием: в журнале Materials and Structures были опубликованы три основополагающих обзорных статьи, посвященных сульфатной агрессии, диффузии хлоридов и связыванию хлоридов. Эти работы обобщают современные научные подходы к оценке химических процессов, приводящих к долгосрочному разрушению бетона.

Все три статьи приходят к единому выводу: необходимо разработать более простые и научно обоснованные методы тестирования долговечности материалов на микроуровне. Анализируя многолетние исследования, авторы выявили пробелы в существующих методиках оценки воздействия сульфатов и хлоридов, а также предложили практические подходы к изучению реакции цемента на вредные соли. Эти рекомендации помогут исследователям и представителям индустрии сравнивать результаты более надежно и определять, какие материалы готовы к применению в реальных инфраструктурных проектах.

Эти достижения актуальны в период, когда строительная отрасль активно работает над снижением углеродного следа бетона. Инженеры все чаще обращаются к дополнительным цементным материалам, включающим более экологичные компоненты, такие как зола-унос, доменный шлак, кальцинированные глины и другие инновационные вяжущие. Эти альтернативные материалы предлагают значительные экологические преимущества, однако их долгосрочная эффективность должна оцениваться с помощью точных и надежных методов.

Южная Флорида представляет собой идеальную площадку для таких исследований. Засоление грунтовых вод, прибрежные наводнения и морской воздух создают агрессивные условия для бетона, используемого в волнорезах, мостах и фундаментах. Руководящая роль Суранен в RILEM обеспечивает учет потребностей прибрежных сообществ в разрабатываемых глобальных руководствах, а также укрепляет позиции Университета Майами как ключевого участника международных исследований в области материалов.

В знак признания его вклада Суранен был удостоен звания RILEM Fellow – одного из высших отличий организации для опытных членов, внесших выдающийся вклад в научные исследования, инженерную практику и образование. Ранее, в 2021 году, он получил медаль RILEM Gustavo Colonnetti за выдающиеся научные достижения на раннем этапе карьеры.

Суранен также ведет серии вебинаров RILEM ROC и TOK, где ведущие мировые эксперты обсуждают новейшие достижения в области строительных материалов. Записи эпизодов доступны по ссылке.