Oamenii de știință algerieni au lucrat la dezvoltarea unui nou beton SCSC care ar putea fi esențial pentru consolidarea structurilor de inginerie civilă și repararea fisurilor din substraturile obișnuite din beton.
Betonul rămâne unul dintre materialele de construcție fundamentale la nivel mondial. Diverse proiecte de cercetare din ultimii ani au dezvoltat compuși mai puternici datorită unui ingredient popular sau cu proprietăți unice, cum ar fi stocarea energiei, dar o provocare rămâne: un material capabil să repare ușor și rapid fisurile și alte daune structurale ale clădirilor.
Acest lucru ar fi putut preveni unele dintre consecințele devastatoare ale recentului cutremur din Maroc sau ar fi putut scuti premierul britanic Rishi Sunak de scandalul din această săptămână care a implicat închiderea a peste 150 de școli din Anglia din cauza riscului de prăbușire. Aceste școli au fost construite din beton celular autoclavizat (AAAC), un material de construcție foarte comun în urmă cu zeci de ani și care a fost utilizat la acoperișuri, pereți, podele și placaje, în ciuda rezultatelor sale dezastruoase în asigurarea siguranței.
Accentul actual se pune pe îmbunătățirea proiectării și producției de materiale de reparare a betonului, care sunt mai durabile, rezistente și mai ieftine decât cele existente, pentru a aborda aceste tipuri de situații. Exact asta a făcut o echipă de cercetători algerieni, care a publicat recent un articol în Journal of Materials in Civil Engineering, în care detaliază crearea unui nou tip de beton nisipos autocompactant (SCSC), foarte fluid și „excepțional de eficient pentru repararea zonelor înguste sau greu accesibile”.
Repararea structurilor
Creșterea numărului de reabilitare a clădirilor din beton deteriorate în ultimele decenii necesită noi strategii și materiale pentru a prelungi durata de viață a structurilor acestora. Acest lucru nu se datorează doar motivului practic de a conserva ceea ce a fost deja construit, ci și din motive de mediu, datorită „impactului negativ pe care l-ar putea avea demolarea structurilor deteriorate și construirea altora noi”, după cum reflectă în studiul lor cercetătorii de la Universitatea de Știință și Tehnologie și Laboratorul de Materiale al Școlii Naționale Politehnice Maurice Audin din Oran, Algeria.
În ultimii ani, a fost propusă o gamă largă de soluții pentru repararea structurilor din beton, de la materiale polimerice și rășinoase până la cele pe bază de ciment, iar acestea sunt deja utilizate pentru reabilitarea a sute de clădiri. Cu toate acestea, inginerii simt în continuare nevoia unui material de reparații cimentos capabil să rezolve problemele care apar în secțiuni foarte înguste sau cu forme geometric complexe.
Pentru a aborda această problemă, oamenii de știință algerieni au lucrat la dezvoltarea unui nou beton SCSC (beton armat cu beton armat) care ar putea fi esențial pentru armarea structurilor de inginerie civilă și repararea fisurilor din substraturile obișnuite din beton. Obiectivul lor principal a fost de a crea un material capabil să combine caracteristici precum o fluiditate excelentă, o stabilitate optimă și o rezistență acceptabilă la lipire. Pe lângă materialele obișnuite utilizate pentru producerea betonului, au inclus un ingredient cheie: MEDAFLOW 30, un superplastifiant (SP) cu un conținut ridicat de apă redusă, pe bază de eter policarboxilat, cu un conținut de solide de 30%.
În plus, au folosit o metodă inovatoare de turnare pentru aplicarea straturilor de reparare și nouă compoziții diferite de SCSC, care au fost supuse diverselor teste pentru a le evalua fluiditatea, permeabilitatea și rezistența la compresiune. În plus, au determinat volumul porilor permeabili și absorbția de apă prin teste de imersie.
Teste de rezistență
Cele mai importante teste de rezistență la compresiune au fost efectuate în trei momente diferite: 7, 28 și 90 de zile după amestecare. Aceste teste au avut ca scop determinarea separată a caracteristicilor fizice și mecanice atât ale betonului obișnuit, cât și ale betonului SCSC. Rezistența la aderență a fost, de asemenea, evaluată utilizând un test de rezistență la tracțiune și un test de smulgere, ambele având rezultate foarte favorabile, în special în secțiunile subțiri și înguste.
Mai exact, acest nou material a prezentat o rezistență la compresiune de peste 70 de megapascali (MPa) și o rezistență la tracțiune de peste 3 MPa. Ca referință, orice produs din beton cu o rezistență mai mare de 41 MPa este considerat „rezistență ridicată” și poate fi utilizat pentru proiecte de mare anvergură, cum ar fi poduri sau clădiri înalte.
Principalul avantaj al acestui nou tip de beton este fluiditatea sa ridicată, ceea ce îl face ușor de lucrat și îi permite să curgă prin elemente puternic armate, umplând astfel orice fisuri dintr-o structură deteriorată. „SCSC este excepțional de eficient pentru repararea zonelor înguste, cum ar fi intersecția elementelor din beton armat unde se suprapun barele de armătură, și pentru fixarea secțiunilor sub suprafețe orizontale, cum ar fi tablierele podurilor și alte structuri similare”, notează oamenii de știință algerieni în studiul lor.
În plus, ingredientele utilizate pentru fabricarea acestui beton nisipos autocompactant, cum ar fi apa, nisipul fin natural, agregatele reciclate și nisipul recuperat din deșeurile de calcar, sunt ușor disponibile și ieftine. Acest lucru facilitează producerea acestuia fără costuri excesive. „Rezultatele și metoda utilizată pentru repararea și evaluarea straturilor de beton pot fi de mare ajutor arhitecților, inginerilor și profesioniștilor interesați de dezvoltarea și utilizarea materialelor de reparații pe bază de ciment”, conchid autorii articolului.
