Новые сплавы с памятью формы могут изменить строительную отрасль

Сплавы с памятью формы (SMA), которые при нагревании могут вернуться в свою первоначальную форму даже после сильной деформации, сегодня получили широкое распространение в самых различных областях производства. А недавно исследователи из швейцарской Федеральной лаборатории по материаловедению (Empa) разработали новый тип SMA, который может быть использован и в строительной индустрии.

Сегодня известны сплавы SMA на основе никель-титана и железа, но они не подходят для строительства, поскольку для принятия первоначальной формы их необходимо нагреть до достаточно большой температуры (порядка 400 градусов по Цельсию). Но эту температуру не выдерживают теплочувствительные строительные материалы, такие как бетон и строительный раствор.

У нового сплава SMA на основе железа-магния-кремния, разработанного исследователями во граве с Христианом Лайненбахом, эффект памяти активируется уже при температуре 160 градусов по Цельсию. Это свойство позволяет использовать материал вместе с бетоном.

Одним из примеров использования нового сплава, предложенных исследователями, является укрепление мостов. Вместо использования обычных систем предварительного напряжения арматуры, в бетонную балку встраивается материал, усиленный стержнями железо-магний-кремниевого SMA. При нагревании SMA в бетонной оболочке будет пытаться вернуться к своей первоначальной форме, тем самым оказывая предварительное напряжение на балку.

По словам исследователей, масштабируя данную технологию, можно использовать ее для предварительного напряжения полного пролета моста или другой структуры с необходимой силой, просто нагревая пруты SMA путем пропускания через них электрического тока. Ученые считают, что такой подход будет более простым и экономически рентабельным, чем обычные методы предварительного напряжения, в том числе с использованием преднапряженного фибробетона, приповерхностно смонтированного ламината и ребристой армированной стали.

Процесс производства материала был разработан в сотрудничестве с австрийским университетом Леобена, немецким техническим университетом Фрайбергская горная академия и немецкой компанией Г G. Rau GmbH. Кроме того, было проведено технико-экономическое исследование, показывающее, что новый SMA можно производить в промышленном масштабе.

Дальнейшим развитием материалов и выводом их на строительный рынок будет заниматься стартаповская компания re-Fer AG. Как ожидается, новые материалы будут сравнимы по стоимости с нержавеющей сталью.