Перспективы применения базальтовых волокон для упрочнения льда

Abstract

В условиях арктических и северных регионов одними из перспективных строительных материалов можно рассматривать лед и снег. Это обосновывается их доступностью, простотой обработки, экологической безопасностью, отсутствием необходимости утилизации после завершения срока службы. Однако, лед имеет недостаточную прочность и проявляет высокую хрупкость, что ограничивает его широкое применение в этом качестве. Одним из эффективных методов повышения прочности льда является его армирование. Среди различных армирующих материалов базальтовые волокна выделяются благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам и экологичности. В рамках исследования рассмотрены перспективы применения ледового материала, усиленного дискретными базальтовыми волокнами, ‒ фиброльда. Рассчитывались структурные параметры наполнителя, а также прочностные характеристики фиброльда в зависимости от содержания волокон. Результаты прогнозирования свойств фиброльда продемонстрировали, что использование базальтовых волокон в качестве армирующего компонента позволяет увеличить прочность пресного льда на изгиб в 2–3 раза. Экспериментальные данные, полученные при изучении прочностных характеристик фиброльда в зависимости от концентрации наполнителя, подтверждают соответствие расчетным значениям. Кроме того, базальтовые волокна являются экологически безопасным материалом: их химический состав идентичен природному сырью, а при использовании композита в качестве ледового покрытия они не образуют вредных донных отложений после таяния. Полученные результаты указывают на перспективность применения фиброльда в качестве эффективного и экологичного материала для строительства, в частности, для создания ледовых переправ и других временных конструкций в условиях холодного климата.