Сталь с эффектом памяти – новый материал укрепит постройки
Исследователи из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий (EMPA) разработали материал, способный упростить армирование бетонных конструкций.
Сейчас предварительное напряжение армированных бетонных конструкций обычно производится гидравлически. Процесс требует каналов для растяжек, крепежа для передачи усилия и заполненных маслом гидроцилиндров. Все это оборудование нуждается в определенном пространстве. В результате укрепление старых структур бывает невозможным, так как в них недостаточно места.
Исследователи из EMPA около 15 лет назад начали работать над решением проблемы, сообщает sciencedaily.com. Теперь ученые представили альтернативную методику, готовую к серийному производству: сплавы с памятью формы на основе железа, которые сжимаются при нагревании, создавая постоянное предварительное напряжение в бетонной структуре. Таким образом можно отказаться от гидравлической обработки. Стали достаточно короткого нагрева, обеспеченного, например, электрическим током или инфракрасным радиатором. Новый стройматериал уже выходит на рынок под названием «memory-steel». Продукт уже успешно использовался в нескольких пилотных проектах, вроде укрепления различных армированных бетонных плит.
На идею использования сплавов с памятью формы ученых натолкнул прошлый успех с полимерами, армированным углеродным волокном. Изначально авторы экспериментировали с сочетанием титана и никеля, но оно оказалось слишком дорогим для строительного сектора. В 2009-м исследователи успешно создали и запатентовали сплав на основе железа. В 2012-м для дальнейшего развития проекта была создана компания AG, где один из авторов, Жюльен Михельс, стал исполнительным директором.
В первую очередь новый продукт должен использоваться для укрепления существующих зданий. Дополнительное армирование для них часто неизбежно при замене окон, дверей или модернизации лифтовых шахт. Сталь с памятью формы позволяет решить проблему в ограниченном пространстве. Так, металлическая полоса может крепиться под потолком и нагреваться. Материал подходит и для внедрения в бетон. В плите проделывается канавка, куда помещается стержень из стали с памятью формы и закрывается специальным раствором. Структура затем нагревается.
Материал также подходит для производства бетонных элементов с предварительным напряжением и ранее неизвестной геометрией. Гидравлическая обработка заранее определяет рельеф изделия, а сталь с памятью формы дает большую свободу в дизайне.
Готовые к монтажу профили уже производятся компанией Voestalpine Böhler Edelstahl GmbH & Co KG в Австрии. Фирма также помогает EMPA в дальнейшем совершенствовании состава сплава.
Исследование представлено в Construction and Building Materials.
