Сэндвич-панели со вспененным полистиролом, состоящие из сборных композитов из сверхвысокого бетона (UHPC), могут быть использованы в качестве экологически чистых и многофункциональных конструктивных элементов. Для улучшения конструкционных и тепловых характеристик композитных сэндвич-панелей были исследованы комбинации UHPC и пенополистирольных шариков (EPS). Высокоэффективный пенополистиролбетон (HPEPC) был испытан с различными объемными соотношениями EPS для определения пригодности механических свойств для использования в качестве высокопрочного легкого заполнителя бетона. В качестве основного материала композитных сэндвич-панелей механические свойства HPEPC сравнивались с механическими свойствами пенополистирольного раствора. Прочность на сжатие HPEPC примерно в восемь раз больше, чем у раствора из пенополистирола, а теплопроводность примерно в четверть больше, чем у раствора из пенополистирола. Структурное поведение композитных сэндвич-панелей было эмпирически проанализировано с использованием различных комбинаций сердечников, лицевых листов и клеевых материалов. В испытаниях на плоское и боковое сжатие сэндвич-панели с сердечниками HPEPC имели высокие пиковые значения прочности, независимо от типа лицевых листов, в отличие от образцов с сердечниками EPS. В четырехточечных испытаниях на изгиб сэндвич-панели с сердечниками HPEPC или усиленные лицевые листы UHPC в сочетании с клеевым раствором показали более высокую пиковую прочность, чем другие образцы, и потерпели неудачу стабильным образом, без отслаивания.

Легкий бетон может применяться несколькими способами, например, для снижения собственного веса конструкций с меньшими поперечными сечениями. Разработанный легкий бетон может быть подходящим материалом для высотных зданий с рядом преимуществ: экономией затрат из-за отсутствия дополнительной изоляции, большей гибкостью для архитекторов и инженеров-строителей при проектировании зданий, устойчивостью из-за относительно легкого технического обслуживания и более легкой рециркуляцией.

Одно из типичных применений как вещество активной зоны в составной структуре сэндвича. Сэндвич-структуры могут содержать различные типы сердечников и кожевенных материалов для создания оптимального дизайна для конкретной цели производительности. Композитные сэндвич-структуры широко используются в чувствительных к весу конструкциях, где требуется высокая жесткость при изгибе из-за высокой удельной прочности, жесткости, легкого веса, высокой теплоизоляции и возможности формирования сложных геометрий. Типичные композитные сэндвич-панели состоят из относительно тонкой, жесткой и прочной обшивки с относительно толстым и легким сердечником. Для повышения конструктивных характеристик стандартных композитных сэндвич-панелей предложены и изучены многочисленные методы упрочнения. Одним из них было изменение основных материалов или конфигураций для усиления элементов. Вклад основных материалов с высокой прочностью на изгиб и сдвиговой жесткостью является значительным.

Пенополистирол (пенополистирол) впервые был использован в качестве заполнителя для бетона в 1957 году. Это самый известный материал сердечника из-за его низкой плотности и высокой теплоизоляционной способности. В отличие от ограниченных ресурсов легких минеральных заполнителей, заполнители EPS коммерчески доступны во всем мире. Поэтому пенобетон можно рассматривать как альтернативу легкому заполнителю бетона. Композитные сэндвич-панели, оцененные в данном исследовании, изготавливаются с пенобетонным сердечником из пенополистирола, с лицевыми листами по обе стороны панели. Сборные бетонные сэндвич-панели обычно состоят из двух бетонных блоков, разделенных слоем жесткой пенопластовой изоляции. По сравнению с типичными сэндвич-панелями, EPS бетонный сердечник в EPS бетонных сэндвич-панелях может обеспечить двойную функцию передачи нагрузки и изолирующей конструкции в одном элементе, а охватываемый лицевой лист действует как усиливающая арматура EPS бетонного сердечника. Однако прочность на сжатие пенобетона обычно составляет менее 10 МПа, что затрудняет его использование в качестве конструкционного строительного материала. Кроме того, сегрегация смеси гранул пенополистирола и строительного раствора в процессе производства легко приводит к ухудшению качества и ухудшению долговечности.