Բետոնի լարվածային վիճակի վրա բազմաշերտ ածխածնային նանոխողովակների ազդեցության թվային ուսումնասիրություն

Аннотация

Введение углеродных нанотрубок (УНТ) в состав бетона и раствора способствует значитель­ному улучшению их механических свойств. Несмотря на то, что экспериментальные методы обеспечивают получение реальных результатов, они требуют значительных материальных затрат и времени. Современные методы численного моделирования позволяют прогнозировать и оптимизи­ровать результаты экспериментальных исследований. С использованием расчетного программного комплекса “ANSYS” и метода конечных элементов были смоделированы материалы в виде кубических образцов с различными концентрациями и внешними диаметрами УНТ. В ходе численного анализа исследовались модули упругости образцов (E₁, E₂, E₃) и напряжённое состояние при осевом сжатии. При одинаковом усилии сжатия нормальные напряжения в средней части поперечного сечения бетон­ной матрицы существенно снижаются по сравнению с контрольными образцами: для УНТ меньшего диаметра — на 6,25%, а в угловых зонах — для трубок среднего диаметра — на 19,46%. Полученные результаты согласуются с экспериментальными данными, подтверждая эффективность приме­не­ния нанорастворов и нанобетонов на основе цементного вяжущего с УНТ. Проведённые исследования могут служить основой для последующих эксперимен­тальных работ, позволяя экономить материаль­ные ресурсы и время, а также способствовать совершенствованию механических свойств нанораст­воров и нанобетонов.