Новий термопластик перевершив сталь у випробуваннях для бетону.
Спроба замінити сталеву арматуру в бетоні на пластик раніше здавалася інженерним жартом, проте результати останніх тестів в Університеті Шарджі (ОАЕ) змусили скептиків замовкнути.
Дослідники з’ясували, що біорозкладний термопластик (PLA), якщо надати йому правильну геометричну форму за допомогою 3D-друку, здатний працювати майже на рівні з металом, а в деяких параметрах навіть перевершувати його.
Технічний розріз проблеми полягає в тому, що сталь, незважаючи на свою міцність, має три критичні недоліки: вона важка, згодом неминуче іржавіє і залишає колосальний вуглецевий слід. Сьогодні близько 20% усієї світової сталі йде саме на армування залізобетону. Вчені вирішили перевірити, чи можна отримати ту ж жорсткість конструкції, використовуючи значно легші та екологічні полімери. Ключовим чинником тут стало непросто зміна матеріалу, а радикальна переробка його морфології.
Замість звичайних циліндричних прутів інженери надрукували плоскі пластини, а також трикутні та хвилясті структури із зазубринами. Керівник проекту доктор Мухаммад Джунаїд пояснює логіку цього рішення так: «Пластини виграють у стрижнів. Балки з PLA-пластинами показали вдвічі більшу граничну вантажопідйомність та вп’ятеро поглинули більше енергії, ніж ті, де використовували прості пластикові прути. Збільшена площа поверхні забезпечила набагато щільніше зчеплення з бетонною масою». Зазубрені форми спрацювали як механічні зуби, що буквально «вчепилися» в бетон і виключили будь-яке ковзання всередині конструкції.
Результати порівняння з металом виявилися несподіваними: комбіновані хвилясті PLA-пластини досягли 80% міцності на вигин відносно традиційної сталевої арматури. При цьому за показником пластичності (здатності витримувати деформації без раптового розлому) пластик повністю зрівнявся із сталевим конкурентом. Зважаючи на те, що PLA не боїться корозії та має мінімальну вагу, такі показники роблять її реальним кандидатом для будівництва в агресивному середовищі або при створенні легких перекриттів.
