Основные этапы развития технологии бетона

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46. Мелкозернистый бетон.

Мелкозернистые бетоны – это бетоны, в которых отсутствует крупный заполнитель.

Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного бетона активность цемента, водоцементное отношение, качество материалов.

Особенностью мелкозернистого бетона является то, что он производится без добавления крупных заполнителей (щебня и гравия), заполнителем является песок размером до 5мм. Использование заполнителей меньше 0.6 миллиметра существенно понижает характеристики бетона. Максимальная же крупность заполнителя должна быть не больше 10 мм. В качестве вяжущего элемента, как правило, применяется высокомарочный цемент из чистых клинкеров с повышенным содержанием алита, это обеспечивает наибольшую плотность бетона. При использовании шлакощелочного вяжущего предпочтительно использовать кварцевые мелкозернистые пески размером 0.7-1.2 миллиметра.

Обычно соотношение цемента к заполнителю находится в пределах 1:2 — 1:3, но при введении в смесь пластификаторов расход цемента можно уменьшить, доведя отношение до 1:4. Для повышения прочности в состав смеси можно добавлять тонкодисперсные наполнители (молотый шлак, зола, известняковая мука). Для улучшения свойств бетона в него можно добавить немного микрокремнезем. Для создания мелкозернистого бетона повышенной прочности необходимо применять чистый и крупный песок, а если песок мелкий, то обогатить его дробленым гравием.

Отсутствие «скелета» из крупного заполнителя в виде щебня делает мелкозернистый бетон более подвижным, однако в то же время это позволяет создавать тонкостенные конструкции. При этом бетон, конечно же, необходимо армировать. Во время изготовления бетонной смеси и ее уплотнения обычным вибрированием в смесь вовлекается воздух, распределяясь в виде маленьких пузырьков по всей бетонной смеси. Это, конечно же, снижает прочность бетона. И чем больше жесткость бетона, тем больше вовлеченность воздуха в бетонную смесь. Таким образом, если необходимо получить прочный и плотный мелкозернистый бетон, необходимо применять методы уплотнения бетонной смеси, которые минимизируют воздухововлечение.

Песчаная смесь обладает большей пустотностью, нежели песчано-щебневая, поэтому при соотношении цемента к песку менее чем 1:3, цемента может не хватить для обволакивания всех зерен песка и заполнения пустот. Как следствие в бетоне возникнут дополнительные поры, что повлечет за собой снижение прочности. При использовании мелкого песка, у которого повышена пустотность, расход воды возрастает и прочность бетона уменьшается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47. Полимербетоны.

Полимербетон — это бетон, вяжущим веществом в котором служат синтетические полимеры. Полимербетон, существенно отличаясь по своим свойствам от обычных бетонов, является, по существу, новым строительным материалом. Полимербетоны целесообразно применять в тех случаях, когда требуются особо высокая химическая стойкость, повышенная прочность на удар, износостойкость, морозостойкость.

Хотя идея получения полимербетонов не нова (первый патент на полимербетон получен в 1906 г. Бакеландом), применять их в строительстве начали сравнительно недавно. Постоянное расширение областей применения полимербетонов объясняется как увеличением производства полимеров, так и накоплением сведений о свойствах полимербетонов.

Составляющие полимербетонов. Вяжущие. Из полимеров для получения полимербетонов используют главным образом термореактивные, до отверждения находящиеся в жидком состоянии. К ним относятся в первую очередь эпоксидные, полиэфирные и фурановые полимеры.

Эпоксидные полимеры — лучшие виды вяжущих веществ для полимербетона, однако широкому использованию этих полимеров препятствует их высокая стоимость. Эпоксидные полимеры отверждаются при обычных температурах, не выделяя побочных продуктов. Отвержденные полимеры обладают высокой прочностью как при сжатии, так и при растяжении, высокой ударной прочностью, относительно низкой деформативностью и хорошей стойкостью к истиранию и химической агрессии. Они надежно совмещаются практически со всеми строительными материалами. Для снижения хрупкости в эпоксидные полимеры вводят пластификаторы: внешние (например, диоктилфталат) или внутренние (отвердитель-пластификатор полисульфидный каучук-тиокол).|

Ненасыщенные полиэфиры (полиэфирмалеинаты, полиэфиракрилаты) более доступны, но они не имеют столь высоких показателей по прочности, адгезии и истираемости, как эпоксидные. К тому же стойкость к воздействию воды и щелочей у них пониженная. Полиэфиры при отверждении дают большую усадку (до 9%).

Фурановые полимеры — одни из самых дешевых видов полимеров, широко применяемых для получения полимербетонов. Особенно распространен среди фурановых полимеров полимер на основе фурфуролацетонового мономера (ФА), отверждаемого сильными кислотами (процесс отверждения идет на холоде).

Фурановые полимеры отличаются высокой и универсальной химической стойкостью (за исключением действия органических растворителей и сильных окислителей) и хорошей теплостойкостью (до 200°). Механические свойства фурановых полимеров несколько ниже, чем у эпоксидных и полиэфирных. Недостатком этих полимеров является выделение воды в качестве побочного продукта при отверждении.

В качестве вяжущего в полимербетонах можно применять также фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные и другие полимеры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48. Бетонополимеры.

 Бетонополимеры это специальные бетоны на цементе или другом минеральном вяжущем сырье, пропитанные монополимерами с их последующим отверждением.  Данный способ обработки способствует тому, что  поры и дефекты бетона оказываются закупоренными, и тем самым улучшается его физико-механические свойства.

При обработке бетона полимерами его прочность возрастает в несколько раз, увеличивается его стойкость к воздействию ряда агрессивных сред. К тому же данным способом, возможно обрабатывать уже готовые изделия, для эффективности используется  зонная или поверхностная пропитка. На обработанной  поверхности бетонополимерами увеличивается  коррозийная и морозно стойкость, увеличивается прочность и долговечность.

 В современном производстве  бетонополимеры применяются при:

 

Пропитке железо­бетонных, армоцементных и стеклоцементных конструкций;

 

Для повышения прочности и долговечности для пропитки балконных плит, деталей лестниц, полы в помещениях сантехники, подоконные доски, кровельные плиты,  закладные детали и т.д.;

 

Для конструкций которые эксплуатируются в тяжелых условиях, детали градирен и опреснителей, фундаменты под агрегаты, изоляционные изделия, станины тяжелых машин, трубы для промышленных стоков, элементы отстойников для ряда жидкостей, кровли и прочие изделия;

 

Для пропитки мостов и дорожных покрытий, бордюрный камень, тротуарные плиты, трубы, элементы тоннелей, а также ремонт дорожных покрытий и мостов, плиты водосбросов..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49. Цементно-полимерный бетон.

Цементно-полимерными бетонами называются цементные бетоны, в которые добавляют разного вида высокомолекулярные органические соединения. Эти соединения представляют собой водную дисперсию полимерных продуктов эмульсионной полимеризации разных полимеров типа винилхлорид, стирол, винилацетат, латекс, или же водорастворимых коллоидов типа эпоксидной водорастворимой смолы, поливиниловых и фуриловых спиртов, мочевиноформальдегидной и полиамидной смолы. Эти добавки попадают в смесь в период ее приготовления. Область применения полимеров и материалов на основе вышеперечисленных добавок широкая, например, как вяжущий в бетонной смеси, для пропитывания готового бетонного или железобетонного изделия, при дисперсионном армировании полимерными волокнами, как микронаполнитель и легкий заполнитель.

Цементно-полимерные бетоны имеют в наличии две активные составляющие: минеральные и органические вяжущие вещества. Это вяжущее вещество склеивает частицы заполнителя в монолит путем образования цементного камня при содействии с водой. Когда удаляется вода из бетона полимером, то на поверхностях капилляров, зерен, пор цемента и заполнителя возникает тонкая пленка. Она обладает свойством адгезии, а также повышает сцепление заполнителя и цементного камня. Эти особенности улучшают монолитность и минеральный скелет бетона, что дает высокие показатели при работе под нагрузкой. Результатом всех процессов в цементно-полимерном бетоне появляются новые свойства:

- повышенная прочность  на изгиб и растяжение (в сравнении  с обычным бетоном);

- улучшается стойкость  к морозам;

- повышается износостойкость;

- повышается непроницаемость;

- хорошие адгезионные качества.

Больше всего применяются ПВА, латекс и водорастворимая смола, как полимерные добавки в цементный бетон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50. Фибробетон.

Фибробетон — разновидность цементного бетона, в котором достаточно равномерно распределены фибра или фиброволокна в качестве армирующего материала.

Фибробетонон - высокотехнологичный материал для монолитного строительства, получаемый путем добавления фибры в бетон. Фибра — микроарматура, равномерно армирующая бетон во всех плоскостях, повышающая марку бетона, прочность, ударостойкость и снижает образование усадочных трещин. Стальная фибра представляет из себя продукт, производимый из стальной проволоки с загнутыми концами (анкерами) на концах, которые прочно сцепляются с бетоном и принимают на себя возникающие напряжения.

Фибра замешивается в бетон непосредственно перед заливкой или же непосредственно на бетонном заводе при производстве бетонной смеси- что является оптимальным с точки зрения технологии.

Фибробетоны применяют в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременные нагрузки. Важнейшая характеристика фибробетона - прочность на растяжение - является не только прямой характеристикой материала, но и косвенной, и отражает его сопротивление другим воздействиям. Еще одна важная характеристика фибробетона это его долговечность. По показателю работы разрушения фибробетон может в 15-20 раз превосходить бетон.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51. Декоративный бетон.

Декоративный бетон готовят, используя белые и цветные цементы и специальные заполнители. В зависимости от состава и назначения декоративные бетоны можно подразделить на цветные бетоны и бетоны, имитирующие природные камни или сами по себе обладающие особо выразительной структурой. При необходимости поверхность бетона подвергают специальной обработке, чтобы получить ее выразительную декоративную фактуру. Пластичность бетонной смеси позволяет придавать бетонным изделиям различную конфигурацию, формовать изделия с рельефной поверхностью, изготовлять различные декоративные элементы зданий и сооружений.

Для получения цветных бетонов применяют белые, цветные и различные минеральные или органические пигменты.

Для осветления белого цемента (при необходимости получить особо светлые бетоны) в него вводят двуоксид титана (1 ... 2% массы цемента). Пигменты, используемые в цветных бетонах, должны обладать высокой свето- атмосферо- и щелочестойкостью. Наиболее часто используют минеральные пигменты, вторые в большинстве своем являются оксидами или солями различных металлов.

Эти пигменты вводят в количестве 1.. 5% массы цемента в зависимости от их укрывистости, плотности и других свойств

Пигменты позволяют получить широкую гамму цветов от красного (оксид железа) и зеленого (оксид хрома) до фиолетового (оксид марганца) и черного (перекись марганца). К белым пигментам относится мел или известняк, к черным — сажа, к желтым — охра, представляющая собой смесь белой глины (каолина) с оксидом железа. Применяя смешанные пигменты, можно получить бетоны разной расцветки.

Для получения достаточной плотности и хорошей цветовой ьы разительности поверхности бетона по сравнению с обычным бетоном несколько поьышают расход цемента. При крупности заполнителя до 10 мм расход цемента составляет 45U 500 лг/м3. В качестве цветных бетонов широко используют мелкозернистые бетоны. Оптимальными с точки зрения получения хороших декоративных качеств являются составы 1:2..-1:3 при В/Ц соответствующие нормальной густоте цементного теста.

Расход воды в цветных бетонах определяют предварительными испытаниями и затем постоянно контролируют, так как даже небольшие отклонения в расходе воды влекут за собой заметные изменения цвета бетона. Для формования изделий из цветных бетонов используют пластичные достаточно жирные бетонные смеси, которые хорошо формуются и менее подвержены расслоению.

Для сокращения расхода поды и цемента и повышения долговечности изделий используют пластификаторы и суперпластификаторы, а также комплексные добавки на их основе. Для повышения долговечности материала и борьбы с высолами, которые могут появляться на поверхности цветных бетонов в период их эксплуатации в результате сложных физико-химических процессов и воздействия попеременного увлажнения и высыхания, применяют гидрофооизаторы, тонкомолотые добавки, способствующие связыванию гидрата оксида кальция, выделяющегося при твердении цемента, или пропитывают цветные бетоны полимерами

Для получения равномерной окраски бетона используют специальные добавки-выравниватели (ОП-7 и др.).

Хорошие результаты получают, применяя заранее приготовленные в смесителях цветные смеси, в которые входят пигменты, часть воды затворении и добавки. В последнее время для приготовления подобных смесей используют ротационно-пульсационные аппараты, в которых смесь подвергают динамическому воздействию, способствующему по тушению весьма диспергированных частиц, и высокой гомогенизации смеси При необходимости бетонирования тонких конструкций значительных размеров с целью предотвращения образования усадочных трещин в бетоны могут вводиться специальные комплексы добавок, обеспечивающие получение малоусадочных бетонов.

52. Легкие бетоны на пористых заполнителях.