Синтез геополимеров из механоактивированных алюмосиликатных прекурсоров и высокоадгезивные ремонтные смеси на их основе для восстановления и усиления конструкций эксплуатируемых транспортных сооружений.

Проблема деградации бетонных и железобетонных конструкций остается актуальной во всем мире. По оценкам ООН (United Nations Environment Programme, 2020), суммарные расходы на восстановление строительных конструкций, подверженных воздействию агрессивных природных и производственных сред, составляют свыше 5% мирового валового продукта. В России этот ущерб оценивается порядка 20-25 млрд. руб. в год. При этом, железнодорожный транспорт является одной из крупнейших отраслей экономики-потребителей бетона. Бетонные и железобетонных элементы конструкций внедрены повсеместно на железнодорожном транспорте, включая элементы пути и искусственные сооружения. Воздействие атмосферно-климатических факторов, перевозимых химических грузов, минерального сырья и удобрения, топлива и другие агрессивные продукты приводят к развитию деградационных процессов, обуславливающих сокращение долговечности бетонных и железобетонных конструкционных элементов и как следствие их несущей способности. Процессы деградации бетонных и железобетонных элементов, сопровождаются карбонизацией бетона, вызывая структурные изменения, нейтрализацию защитного слоя, а также интенсификацию коррозии арматуры. Все это влечет за собой не только значительные экономический ущерб, но и угрозу безопасности движения. Всего на российских железных дорогах эксплуатируется более 82 тысяч искусственных сооружений общей протяженностью порядка 2.4 тыс. километров. Количество железнодорожных мостов и путепроводов составляет 30.6 тысяч шт. Из них 68% являются железобетонными мостовым пролетными строениями. При этом, доля больших (длиной свыше 100 м) железнодорожных мостов, имеющих дефекты в виде ослабления и повреждений конструкционных элементов, а также обусловленных конструктивными недостатками неисправностей, составляет около 10.2%. Около 30% от общего количества эксплуатируемых инженерных сооружений на железных дорогах России спроектированы и построены более 100 лет назад под поездные нагрузки существенно отличающихся от нынешних. Подобная ситуация складывается и в других странах. Так, в Европе общее количество железнодорожных мостов составляет порядка 220 тыс., 14% из которых мосты смешанного типа (стальные/бетонные мосты). При этом, возраст более 35% мостов на европейских железных дорогах превышает 100 лет, в то время как только 11% эксплуатируется менее 10 лет. Деградация бетонных и железобетонных мостовых конструкций и других элементов инженерных сооружений железнодорожного транспорта является серьезной технической и экономической проблемой, требующей своевременных и эффективных предупреждающих мер, ремонтных и восстановительных работ в течение срока службы. В этой связи, чрезвычайно актуальным представляется вопрос разработки высокоэффективных, экономически выгодных и экологически безопасных ремонтных смесей для усиления и восстановления бетонных элементов эксплуатируемых транспортных сооружений. Проект предполагает разработку научно-обоснованных технических и технологических решений, направленных на повышение прочности, несущей способности и долговечности бетонных и железобетонных элементов конструкций эксплуатируемых искусственных сооружений транспортного комплекса, а также показателей экологичности и снижения стоимости жизненного цикла конструкций. Ожидается, что полученные результаты создадут фундаментальную основу для получения высокоадгезивного геополимерного материала, обеспечивающего эффективное восстановление и усиление бетонных элементов конструкций эксплуатируемых транспортных сооружений с экономическими и экологическими выгодами за счет возможности использования в качестве источника сырья твердых алюмосиликатных промышленных отходов, углеродной нейтральности и энергоэффективности процесса получения геополимерных материалов.