Бетон, являясь наиболее востребованным материалом в строительстве, обладает как положительными свойствами (прочность на сжатие), так и слабыми свойствами (растяжение).
Это определяет необходимость исследования и разработки решения задач современного бетоноведения. При этом необходимо совместить работу твердеющего бетона с армирующей матрицей.
На современном этапе функциональное определение матрицы более полно отвечает смысловому определению, нежели понятие армирование бетона в традиционном понимании.
Дело в том, что бетоноведение переходит в сферу совместимости нанотехнологий, где размерность применяемых элементов усиления прочностных характеристик измеряется в нанометрах, к таким стандартным величинам, как 1 м3 , 1 кг, 1 тонна. Эффект от применения фуллереновых трубок в прочностных характеристиках – это скачок в прочностных характеристиках бетона. Но он пока слишком дорог для нашей промышленности. Более приемлемыми материалами являются стеклопластик, углепластик, базальтопластик в виде волокон и стержневой арматуры. Эти материалы значительно легче металла, а их прочностные характеристики выше, чем у металла (1800–2500 МПа).
Армирование бетона стержневой арматурой или дисперсными частицами значительно повышает характеристики бетона на изгиб или растяжение, что позволяет улучшить свойства цементной матрицы. Положительные отзывы о применении в конструкционных бетонах полипропиленовых, стеклянных, базальтовых и металлических волокон, позволяющих повысить трещиностойкость бетона, ориентируют строительную отрасль на активное внедрение этих материалов в трёхслойных панелях.
Структура бетона с применением базальтовых волокон идентична структуре бетона с применением металлических сеток. При этом базальтовое волокно обеспечивает большую однородность цементной матрицы по сравнению с применением металлической сетки. Оно не вступает в реакцию с кислотами. Но имеет место недостаточная устойчивость к щелочам.
Поэтому стоит задача по сохранности базальтового волокна в щелочной среде и улучшению сцепления с цементным камнем. Авторы [2] выдвигают гипотезу по улучшению вышеуказанных свойств путём введения дисперсии углеродных нанотрубок. Они полагают, что данный метод приводит к формированию плотной оболочки толщиной 1 до 5 мкм с морфологией кристаллогидратов, ориентированных вертикально к поверхности твёрдой фазы. По мнению авторов, оптимальная концентрация базальтовых волокон составляет 0,3–0,4 % от массы цемента. Что в конечном итоге позволяет решить проблему защиты базальтового волокна от выщелачивания в цементном камне.