Поліпшення якості бетону
У період кризи особливо зростає роль якості та ефективності виробництва і технологій, у тому числі виготовлення бетону. Різноманітність бетонів в наш час таке, що їх розробку, отримання, дослідження та удосконалення можна вважати самостійною наукою. Нові технології отримання бетону базуються на глибокому вивченні процесів його структуроутворення на мікро - і нанорівні. Крім того, в даний час питання про виробництву та використанню бетону були присвячені спеціальні конференції в Києві, Львові, Одесі, Запоріжжі, Донецьку, Дніпропетровську. У даній статті розглядаються актуальні питання в сфері виробництва і використання бетону.
В даний час в професійному будівництві використовується високофункціональний бетон (НРС-бетони — High Perfomance Concrete).
Бетонні суміші для будівництва басейну для бетонів класу по міцності на стиск близько 80 МПа (В65) володіють високою міцністю, морозостійкістю (група компаній SANPOL для влаштування залізобетонних конструкцій в холодну пору року, пропонує використовувати забудовникам нагрівальний кабель ПНСВ і мати брезентові, які захистять бетонне тіло від замерзання і деформації), водонепроникністю і іншими властивостями, що характеризують їх довговічність. Основна вимога для виготовлення таких бетонів — створення бездефектної структури.
Основними прийомами отримання таких бетонів є:
- застосування ефективних суперпластифікаторів (група компаній SANPOL має широким вибором добавок у бетон — суперпластифікатори, фібра);
- збільшення дисперсності наповнювачів, у тому числі великого, з використанням методу плотнейших упаковок;
- введення тонкомолотых наповнювачів;
- створення органо-мінеральних комплексів добавок багатофункціональної дії, сумісних з використовуваним цементом;
- дисперсне армування бетону, в тому числі мікрофіброю;
- підвищення марочности цементів.
Збільшення дисперсності наповнювачів дозволяє зменшити їх дефектність і тим самим сприяти підвищенню міцності бетонів на їх основі. Виникає підвищення водопотребности суміші компенсується використанням високоефективних суперпластифікаторів. У цьому випадку максимальний розмір частинок щебеневого заповнювача не перевищує 10 мм.
Подальше зменшення дисперсності наповнювачів дозволяє отримати новий клас бетонів — так звані реакційні порошкові бетони (Reactive powder concretes, RPC). Такі бетони дозволяють отримувати міцність до 800 МПа. До їх складу, крім цементу, входять мікрокремнезем, дрібнозернистий пісок, сталева фібра і суперпластифікатор. Для високоміцних і багатофункціональних бетонів характерно таке властивість, як самообезвоживание (самовысыхание) бетону.
Це властивість відомо з
Аналіз цих технологій показує, що технологічні рішення приймаються на рівні микроразмеров частинок.
У той же час, подальше зменшення розмірів частинок до наноуровня дозволяє отримати матеріали з новим рівнем показників властивостей за рахунок не тільки зменшення дефектності, але і виникнення нових властивостей матеріалів у такий дисперсності.
До наночасткам зазвичай відносять частинки розміром від 1 до 100 нм. Область застосування таких частинок досить широка — починаючи від медицини, фізики і закінчуючи будівництвом.
Використання в будівництві нанотехнологій не набуло досить широкого застосування внаслідок надто високої вартості одержуваного продукту. У той же час в пресі є публікації щодо застосування в лабораторних і напівпромислових умовах наночастинок для будівництва з спеціально отриманих речовин, наприклад, спеціально отриманих наносиликатов, вуглецевих наноматеріалів, окису титану, мікроорганізмів та ін. Використання наноматеріалів в бетонах дозволяє в значній мірі підвищити їх міцність, довговічність, регулювати усадку, повзучість. Найбільше поширення в будівництві нанотехнології отримали при формуванні тонких шарів, плівок. Саме таким чином отримують сьогодні самоочищаються покриття, фарби, керамічні плитки, дорожні покриття. Наноматеріали можуть служити унікальним наповнювачем в полімерних матеріалах.
Наноматеріалів можна віднести не тільки частинки розміром від 1 до 100 нм, але також пори і «дефекти» структури таких розмірів, які здатні утворювати самоорганізуються структури, багато в чому визначають будівельно-технічні властивості штучного каменю. Запропоновані також технологічні методи управління такими структурами. Сьогодні цей напрямок досить інтенсивно розвивається в НДІБК. Управління поровым простором бетону найбільш ефективно здійснюється за рахунок застосування суперпластифікаторів у бетонних сумішах.
Нові напрямки технології бетону пов'язані не тільки зі зменшенням розміру частинок, але і з регулюванням рухливості бетонних сумішей, деформацій твердіючих бетонів. Так, застосування добавок типу лігносульфонатів в комплексі з прискорювачами твердіння в бетонах дозволяє отримувати ефективні бетони для збірного залізобетону. Прикладом такої технології є використання малорухомих бетонних сумішей в екструзійної технології пустотних панелей перекриттів, яка була освоєна при науковому супроводі ДП НДІБК на Севастопольському заводі ЗБК.
Використання таких малорухомих сумішей дозволяє отримувати з екструзійної технології не тільки панелі перекриттів, але і інші види конструкцій досить широкої номенклатури. Так, в Угорщині на одному з заводів фірми SW Umwelttechnik крім панелей перекриттів виготовляються балки, прогони та інші довгомірні вироби.
Збільшення рухливості бетонних сумішей більше 25см дозволяє отримати так звані самоущільнюючі бетони, які практично не вимагають вібраційного ущільнення, так як мимовільно розтікаються і ущільнюються в опалубці конструкцій. При призначенні складу бетону спочатку визначають плинність цементного тіста (суспензії) з суперпластифікаторами, а потім бетонних сумішей.
Джерело — Міжнародний журнал «Євробетон» № 2 (5) 2011, ст.