Лаборатория самовосстанавливающихся конструкционных материалов

Научные результаты:

• Были исследованы характеристики самовосстановления инкапсулированного самовосстанавливающегося асфальтобетона. Образцы несостаренных, краткосрочно состаренных и долгосрочно состаренных асфальтовых балок испытывались на трехточечный изгиб. Скорость выделения омолаживающего агента до и после самовосстановления определяли количественно с помощью ИК спектроскопии.
• Исследовано развитие и влияние бактерий Bacillus cohnii на заживление трещин бетона, восстановление прочности на сжатие после предварительного растрескивания, сорбционную способность, водопоглощение и микроструктуру бетона. Использовались различные по степени увлажнения способы ухода за бетоном при наборе прочности. Показано, что бактерии эффективно залечивают микротрещины, возникающие в бетоне при наборе прочности, повышая его характеристики в возрасте 28 суток.
• Показано, что включение бактерий Pseudomonas в бетонную смесь приводило к значительному увеличению прочности на сжатие и на растяжение. По сравнению с обычным бетоном результаты показали максимальное увеличение прочности на сжатие на 16% и максимальное увеличение прочности на разрыв на 12%. Бактериальный бетон имел меньшую потерю веса и большую прочность на растяжение, чем обычный бетон, при обработке 5% H₂SO₄ или 5% MgSO₄ по сравнению с контрольным бетоном.
• Анализ методом конечных элементов (ANSYS 15.0) был проведен для изучения влияния концентрации бактерий (масса бактерий на массу цемента 1%, 2% и 3%), их вида (Bacillus subtilis, E. coli, и Pseudomonas sps.), а также вида нагружения (одноточечная нагрузка, двухточечная нагрузка и распределенная нагрузка по четырем точкам) на бетонные балки. Две балки были выбраны из предыдущих экспериментальных исследований и смоделированы в ANSYS. Результаты моделирования показали, что рациональным типом бактерий был Bacillus subtilis, и что концентрация бактерий 3% для Bacillus subtilis может увеличить прочность балки на 20,2%.

Внедрение результатов исследования:

Полученные результаты в виде составов бактериального заживляющего агента и составов бетонных смесей переданы для промышленного внедрения в ведущие проектные организации ООО "ПИ Геореконструкция" и ООО "ПСК Венчур". Предполагается использовать полученные результаты при проектировании и последующем строительстве и эксплуатации зданий и сооружений из монолитного железобетона.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

На базе лаборатории создана молодежная лаборатория защищенных и модульных сооружений.

В составе лаборатории помимо ведущего ученого Г. Кордаса работают два известных специалиста из Индии: М. Гунасекаран и С. Диксит.

Образование и переподготовка кадров:

• Результаты работы лаборатории использованы при создании новой магистерской программы «Механика полимерных и композиционных материалов», прием на которую открывается в 2023 году.
• В 2021-2022 гг. проведены стажировки студентов по месту работы ведущего ученого.
• В 2021-2022 гг. проведены две научные конференции «Самовосстанавливающиеся конструкционные материалы».
• Подготовлена и защищена одна докторская диссертация.

Сотрудничество:

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Казанский государственный архитектурно-строительный университет (Россия), Национальный исследовательский университет «Ташкентский институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (Узбекистан), Атырауский университет имени Халела Досмухамедова (Казахстан): совместные научные конференции, студенческие обмены, стажировки преподавателей и аспирантов.

При сотрудничестве с вузами КНР используется наличие представительства Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в КНР.