АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ПАРАМЕТРІВ МОДИФІКАЦІЇ БЕТОНУ ВУГЛЕЦЕВИМИ НАНОТРУБКАМИ - Лапенко, Олександр Іванович; Гришко, Павло Іванович (Теорія та практика дизайну, 2025)
Метою статті є комплексний аналіз та систематизація наукових даних щодо впливу ключових параметрів модифікації важкого конструкційного бетону вуглецевими нанотрубками (ВНТ) на його механічні характеристики. Роботу спрямовану на узагальнення проведених раніше досліджень із цього питання та виявлення ключових закономірностей для найбільш поширеного типу бетону в будівництві. Методологія. Дослідження базується на методах теоретичного аналізу та узагальнення результатів 22 експериментальних робіт. Проаналізовано вплив таких параметрів, як тип, форма і геометричні розміри ВНТ, їх концентрація у цементній матриці, способи диспергування, а також вплив водоцементного відношення та хімічних добавок на ефективність модифікації. Результати. Установлено, що ефективність модифікації є багатофакторним процесом. Виконано аналіз результатів випробувань партій зразків модифікованого бетону на стиск і на розтяг. Визначено, що оптимальною з погляду механічних властивостей є концентрація ВНТ у діапазоні 0,05–0,15% від маси цементу, тоді як її перевищення може призводити до агломерації наночастинок та зниження міцності. Підтверджено, що застосування ультразвукової обробки у поєднанні з полікарбоксилатними суперпластифікаторами є одним із найбільш дієвих методів для досягнення рівномірного розподілу ВНТ. Визначено, що короткі (< 10 мкм) та довгі (≥ 10 мкм) нанотрубки по-різному впливають на міцність: довгі можуть бути більш ефективними для міцності на стиск, тоді як короткі – для міцності на розтяг. Наукова новизна. На відміну від існуючих оглядів, які аналізують вплив модифікації нанотрубками на різні типи цементних композитів, наукова новизна цієї роботи полягає у цілеспрямованому аналізі та систематизації даних виключно для важкого конструкційного бетону. Такий сфокусований підхід дав змогу виявити специфічні для цього матеріалу закономірності, уточнити оптимальні діапазони концентрацій ВНТ та встановити ієрархію впливу ключових параметрів. Практична значущість. Результати роботи є корисними для досліджень у галузі будівельного матеріалознавства. Вони дають змогу оптимізувати склад бетону для отримання покращених характеристик та уникнути використання завідомо неефективних рішень, що сприяє розробленню більш надійних та довговічних будівельних матеріалів.