Ingénieurs du Centre de formation militaire de l'Université fédérale d'Extrême-Orient (FEFU, Vladivostok, Russie) en collaboration avec des collègues de l'Université RUDN ont développé un mélange de béton avec des additifs nano pour la construction monolithique jusqu'à dix étages. Le coulage du béton est possible dans un climat très humide et une température négative jusqu'à moins 5 degrés centigrades. Étant donné que, les bâtiments construits ne nécessiteront pas de rénovation majeure avant 50 ans. L'article correspondant est publié dans Matériaux de construction et de construction .

La coulée de béton dans des conditions de basse température est un défi de taille pour l'industrie de la construction. Si l'eau dans le béton gèle, la fluidité du béton se dérègle, ce qui encrasse son durcissement et favorise la formation de grumeaux dans la dalle. La coulée à des températures inférieures à plus cinq degrés nécessite déjà une technologie spéciale. La rupture de l'un conduit à des caractéristiques réduites des structures monolithiques qui se détériorent prématurément.

Ingénieurs du Centre de Formation Militaire de la FEFU (MTC), avec des collègues de l'Université RUDN, suggéré d'introduire dans le mélange de béton des additifs spéciaux (super plastifiants) dont les propriétés sont améliorées grâce à la nanotechnologie. L'aménagement permet de maintenir la résistance et la durabilité des structures en béton érigées pendant la saison froide, ne pas rendre le processus de construction plus coûteux.

"Les caractéristiques du nouveau nano mélange répondent aux besoins du génie civil et dépassent généralement les exigences réglementaires. Le mélange convient au moulage de structures civiles jusqu'à 10 étages de haut dans des conditions humides. Cela le rend pertinent pour la construction dans des zones continentales humides, mousson, et les climats modérément froids. Le mélange durcit rapidement et la dalle de béton produite a une structure dense sans grumeaux et avec une taille de pores plus petite que dans le béton conventionnel. Ainsi, humidité, qui détruit le béton ordinaire, n'est pas capable de pénétrer le nouveau. Les propriétés de la dalle de béton restent inchangées pendant 50 ans. » a expliqué l'un des auteurs de la recherche Roman Fediuk, Lieutenant-colonel, professeur à la FEFU MTC, le gagnant du XIIIe concours panrusse "Ingénieur de l'année 2018".

Le scientifique a poursuivi en disant que le nouveau mélange de béton, comme les développements précédents, contient moins de ciment, remplacés par des cendres issues de la production d'énergie et des criblages de sable de concassage qui rendent le béton respectueux de l'environnement. Au sein de cela, les propriétés technologiques du nouveau mélange sont les mêmes que celles des mélanges contenant du ciment de haute qualité, ce qui rend le développement plus rentable.

Les ingénieurs ont découvert les proportions des additifs modifiés de manière empirique; après ça, des modèles mathématiques ont affiné les calculs. Le mélange avec une telle composition vérifiée résiste au gel et n'a pas de fluidité accrue, provoquant à basse température une formation de grumeaux de béton dans la dalle (ségrégation) et une diminution de la résistance de la structure coulée. De plus, les ingénieurs ont utilisé jusqu'à 40 pour cent moins d'eau dans le mélange, et a augmenté la résistance et la densité de la dalle de béton. La densité élevée et la taille des pores du gel ont été obtenues non seulement grâce aux nano-additifs, mais également grâce à la technologie de broyage supplémentaire des particules de béton. Un broyeur a également été développé à la FEFU.

Le nouveau mélange a déjà subi un essai routier. En tant que recherche de terrain, les ingénieurs ont construit un parking de cinq étages. Le béton a été durci pendant 28 jours dans des conditions naturelles avec des différences de température de plus cinq à moins six degrés, et les résultats étaient conformes aux normes énoncées.

En tant qu'additifs, les scientifiques ont utilisé des composants déjà bien connus dans l'industrie de la construction, dont ils ont amélioré les propriétés avec des nanoparticules. Ainsi, ils ont renforcé la résine naphtalène formaldéhyde par les propriétés du dioxyde de silicium, et le béton résultant s'est avéré être plus résistant tout en maintenant les caractéristiques opérationnelles plus longtemps. La résine de bois saponifiée et le nitrate de sodium sont également des composants du mélange.

Une école scientifique pour le développement de composites intelligents pour le génie civil et spécial a lieu à la FEFU MTC. L'idée principale de l'école est de concevoir des matériaux artificiels similaires aux matériaux naturels. Par exemple, le béton doit avoir la résistance de la pierre naturelle. Cette théorie s'installe dans la science moderne en tant que géonique (géomimétique) établie par le professeur Valery Lesovik de V.G. Université technologique d'État Shukhov Belgorod, membre correspondant de l'Académie russe des sciences de l'architecture et de la construction. Ingénieurs de Moscou, Kazan, et l'Extrême-Orient russe travaillent au développement de la méthode. La nouvelle conception du béton est conforme aux principes de geomimetis, dont le but ultime est de concevoir de nouveaux matériaux pour un environnement humain confortable.

A l'étape suivante de la recherche, les scientifiques prévoient de développer un mélange de béton à couler à des températures négatives jusqu'à moins quinze degrés centigrades.