Ученые из Алтайского края работают над армированием льда

Сотрудники Алтайского государственного технического университета (АлтГТУ) работают над армированием льда для арктических нужд, которое в перспективе может применяться для зимних переправ в Алтайском крае. Об этом сообщила начальник научного управления, кандидат технических наук Елена Ананьева.

Как ни удивительно, но исследованием и разработкой ледяных композитов ученые занимаются еще с 40-х годов прошлого века. Например, в 1942 году британский изобретатель Джеффри Натаниэль Пайк представил свою разработку — дисперснонаполненный композиционный материал, в котором наполнителем была целлюлозная масса (чаще всего опилки), а матрицей служил лёд*.

Сегодня сотрудники АлтГТУ в качестве армирующих материалов используют как дисперсные, так и современные непрерывные наполнители: углеродные, стеклянные, полиэтиленовые волокна. Алтайские ученые исследуют и то, как лучше их расположить, и то в каком виде их эффективнее использовать: ткани, ленты, одиночные волокна.

«Конечная цель исследования — найти эффективную схему армирования и выбрать материалы, которые позволяют укрепить ледовый слой. У нас есть поселки и деревни в крае, которые ждут становления льда, чтобы связываться с большой землей, и данные арктические разработки оказались бы там, как нельзя кстати», — рассказала Елена Ананьева.

По ее словам, есть исследования, при которых лед армируется специальными тканями, непрерывными волокнами, лентами. Алтайские ученые исследуют возможность комбинированного использования материалов: при армировании льда сочетать непрерывные волокна и дисперсные наполнители, в том числе — нанодисперсные. При первичных исследованиях в вузе прочность льда удавалось повысить минимум в три раза, но, по словам Ананьевой, ключевой аспект работы — изменение механизма разрушения льда, именно для этого создаются различные методы и схемы армирования. То есть, если лед не армирован, то трещина быстро пронизывает всю толщину льда, раскалывая его, но если лед армирован, то происходит изменение механизма разрушения — трещины не так быстро распространяются, разрушение происходит ступенчато, это дает, к примеру, дополнительное время для эвакуации, ликвидации более серьезных последствий. Особое внимание ученые обращают и на сезонные изменения в структуре льда.

Например, зимой, разрушаясь, лёд трещит, сигнализируя тем самым об опасности, а весной его структура более пористая, он напитан водой и отследить момент разлома сложнее.

Разработки ученых помогут укрепить ледовые арктические площадки, предназначенные для строительства жилых строений, складских помещений, посадочных площадок для беспилотных, пилотируемых транспортных средств, а также могут быть полезными при строительстве ледовых дорог и переправ.

Подробнее можно прочитать в статье «Удивительный композит — пайкерит» (авторы: Кравчук А .Н. и Лысенко В. А.), опубликованной в журнале «Композитный мир» № 4 (61) 2015 на стр. 68–70