Moto-pomp.ru

Стройка и ремонт
14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сверхпрочный бетон нового поколения

Высокопрочный бетон, марки, состав и применение

Бетонные смеси относятся к категории самых используемых в строительстве материалов. Это влечет за собой постоянную работу по совершенствованию композитного состава и качества входящих в него составляющих. Несколько лет назад в разряд особо прочных искусственных камней входили материалы класса В30, но сегодня это положение поменялось самым кардинальным образом.

Современный высокопрочный бетон по своим характеристикам и технологическим свойствам существенно отличается от классических смесей для изготовления бетонного камня. Его параметры отличаются не только по прочности, но и по целому ряду других характеристик. При этом сегодня существует несколько различных видов высокопрочных композитных материалов применяемых в монолитном строительстве.

Особенности современных бетонных составов

Еще в советское время стандартная номенклатура строительных материалов предусматривала возможность изготовления высокопрочных бетонов соответствующих классов от В40 до В60. Их применяли в строительстве особо ответственных конструкций и элементов мостов, плотин, железнодорожных шпал и других. Однако отличительной характеристикой этих составов являлась их высокая жесткость и низкая способность к качественной укладке.

Современные композитные смеси повышенной прочности отличаются не только высокой устойчивостью к механическим и весовым нагрузкам, но и прекрасным уровнем технологичности при укладке в монолитную конструкцию. Очень хорошая подвижность и способность материалов к самоуплотнению позволяет отказаться от использования вибрационного оборудования и уменьшить необходимое количество рабочих на строительной площадке.

Способность сверхпрочного бетона к самостоятельному уплотнению при укладке

При получении новых сортов бетона изготовители строительных материалов получают уникальную структуру искусственного камня благодаря применению технологии непрерывной гранулометрии всех составляющих компонентов.

Точно подобранные фракции наполнителей размером не более 20 мм и специально обработанных для получения особой формы, позволяют получить особое активное строение материала, способного перетекать и уплотняться под собственным весом. За счет этих свойств такие смеси получили обобщающее название самоуплотняющихся бетонов (СУБ).

Сочетание высококачественных портландцементов тонкого пола, активных добавок из минерального сырья и мелких обработанных наполнителей такая система при укладке остается максимально стабильной и удобной в работе. Однако следует заметить что подбор и сортировка составляющих компонентов достаточно сложные в технологическом плане. Поэтому такие сбалансированные системы довольно дороги и используются только после соответствующего экономического обоснования.

Технология приготовления композитных составов

Изготовление высокопрочных бетонов отличается от классических способов использованием более сложных механизмов и особыми требованиями к составляющим компонентам. Перемешивание смесей происходит в скоростных смесителях с двумя вращающимися валками, конструкция которых позволяет перетирать и измельчать частицы крупных фракций.

Большое внимание уделяется точности дозирования входящих в состав компонентов. В результате в место трех классических бункеров для цемента, песка и щебня в производстве по новой технологии их количество может возрасти до восьми. Кроме этого во время производства особо прочного бетона производится непрерывный контроль влажности исходного сырья. Изменение количества влаги может унизить марку материала или ухудшить показатели удобной укладываемости. Все это приводит к усложнению процесса и удорожанию оборудования.

В процессе приготовления смеси вначале перемешивают цемент, наполнители самых мелких фракций и минеральные добавки. После этого добавляют воду с модификаторами химического состава и песок. Последним добавляется щебень, и итоговое перемешивание продолжается не менее дух минут. Только точное соблюдение пропорции и порядка технологии позволяет получать композитные смеси заданной прочности.

Технические характеристики

Качественные показатели бетона нового поколения подразделяют на два блока. В первый входят данные говорящие о характеристиках, влияющих на выполнение укладки приготовленного материала, а во второй механические качества застывшего бетонного камня. Зерновой состав крупного и мелкого заполнителей после фракционирования должен отвечать требованиям ГОсТ 31914-2012 “Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества”.

Определяющие параметры композитной смеси

Основными показателями для оценки качества приготовленного бетона являются:

  • подвижность конуса на расплыв не менее 65 см;
  • коэффициент самоуплотнения не менее 1,0;
  • время сохранения пластических качеств и начала процесса гидратации не менее 4 часа;
  • содержание воздуха не более 1%;
  • минимально возможное расслаивание во время транспортировки.

Так же важным показателем является однородность приготовленной смеси, ее влажность и текучесть.

Характеристики бетона после полного твердения

В этом блоке к основным показателям относят:

  • класс бетона В50-100, обеспечивающий предельную прочность сжатия от 50 до 100 МПа;
  • морозостойкость более 400 циклов замораживания и оттаивания;
  • водопроницаемость не менее W10;
  • плотную структуру камня и низкую истираемость;
  • водопоглощение не более 1%.

Процесс гидратации при твердении такого бетона сопровождается довольно большим выделением тепла. В плотных материалах эта энергия просто не может выйти наружу и в структуре камня могут образовываться трещины. Для того чтобы избежать этого в состав добавляют специальные химические вещества способствующие созданию мелкопористой структуры, которая играет роль поглощающего буфера при возникновении внутренних напряжений в материале.

Применение особо прочного бетона

Бетонные композитные смеси нового поколения отличаются от классических марок более высокой стоимостью. Поэтому их применение должно быть основано на проведении технико-экономических расчетов. Столь высокие прочностные показатели не требуются в массовом типовом строительстве, и поэтому вопрос применения этих материалов возникает не часто.

Наиболее часто высокопрочный бетон применяют при строительстве высотных зданий, мостов, гидротехнических сооружений, энергетических установок и конструкций сложной геометрической формы. Еще не так давно высотные здания возводились из металла, поскольку железобетонные конструкции были неспособны выдерживать вес нескольких десятков этажей. Современные композитные материалы позволяют в значительной степени уменьшить металлоемкость строительных конструкций и обеспечить необходимую прочность и надежность.

Ponte Sheikh Zayed

Его применяют для возведения мостовых пролетов большой длины, уменьшая количество несущих опор и ускоряя сроки выполнения проекта. Применение новых композитных материалов обычно направлено на решение сложных инженерных задач и редко встречается в традиционных способах строительства.

Видео обзор материала

Бетон это каменный строительный материал, получаемый в результате твердения залитой в форму и уплотненной полужидкой смеси. Его приготавливают путем перемешивания .

Фундаментные конструкции подвержены воздействию влаги поступающей при сезонном повышении грунтовых вод, при таянии снега и после сильных дождей. При этом .

Технология выполнения монолитных работ это способ возведения элементов зданий и сооружений из бетонной смеси и арматуры с использованием специальных опалубочных .

Технология устройства монолитных стен при возведении зданий, построек и конструкций относится к категории наиболее распространенных способов современного строительства. Это обусловлено .

Крепче чем сталь

Сверхпрочный бетон нового поколения с низким расходом цемента БЕТОН М 1500

Печально констатировать что за последние 20 лет ситуация в бетонной промышленности в России остается практически неизменной. На большинстве производств бетон делается по четырех — пяти этапной технологии. Получаются классические бетоны, которые не прочны, сложны в применении, их сложно транспортировать и, к тому же, они не слишком долговечны. В производстве сверхпрочных бетонов марки выше М1000 страны Пост. Советского пространства сильно отстают от европейских стран. Мировой спрос показывает, что необходимость в сверхпрочных бетонах существует.

В большинстве случаев, в качестве особо прочных бетонов применяется марка М 500, хотя, реальный спрос есть на марку М 1000.

Специалисты Шведской компании “SUMAB” постоянно следят за всеми изменениями в современной бетонной промышленности и помогают в организации высокодоходного бизнеса для Вас. Сверхпрочный бетон нового поколения марки М 1500 может быть получен практически на любом бетонном заводе нашей компании.

Самая важная характеристика бетона — прочность нажатия. Для производства бетона по новой технологии используется в полтора — два раза меньше цемента, чем по существующим технологиям, при равной прочности получаемого бетона. Например, сейчас из 500 кг цемента получается марка М 500. По новой технологии из 500 кг цемента можно получить марку М 1500, причем, промышленным способом.

Преимущества новой технологи производства бетона

По обычной технологии марку бетона выше М 800 получить очень сложно. При добавлении цемента прочность бетона прекращает расти. По новой технологии прочность бетона растет до марки М 2000 включительно с сохранением экономии цемента в полтора — два раза.

При укладке нового бетона не нужны вибраторы. При заливке смесь повторяет любую форму, недоступную обычному бетону. Это единственный самоуплотняющийся бетон такой марки в Странах СНГ. Это позволяет экономить на времени работ и на трудозатратах.

Читать еще:  Бетон зимой без прогрева

При перевозке обычный бетон расслаивается и поэтому его нужно перевозить в автобетоносмесителях. Бетон нового поколения можно перевозить в самосвалах. Новый бетон можно применять везде, где применяется обычный бетон.

Например, наливные полы с высоким сопротивлением к истиранию. Их практически невозможно поцарапать. И застывают они почти в два раза быстрее, чем обычные наливные полы. Пористость нового материала в 5 раз ниже, чем у обычного бетона. Его можно использовать в строительстве специализированных объектов, таких как космодромы, подводные сооружения.

Оставьте сообщение и наши специалисты свяжутся с Вами и дадут полную консультацию по подбору оборудования для организации вашего бизнеса.

В России создан новый сверхпрочный бетон

Инженеры Дальневосточного федерального университета ( ДВФУ) в сотрудничестве с коллегами из Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления ( ВСГУТУ) разработали сверхпрочный карбоновый бетон , способный проводить электричество. Его можно применять для специального строительства , автоматического мониторинга деформаций и ремонта сооружений , производства незамерзающих взлётно-посадочных полос , дорожных покрытий и поверхностей , от которых прямо на ходу будут подзаряжаться автомобили и другая техника.

По итогам проведённых испытаний инженеры ДВФУ и ВСГУТУ зафиксировали, что новый бетон не только может проводить электричество, но и на 30−35% прочнее, чем гостовские образцы.

Часть цемента в новом бетоне заменили на зольные и шлаковые отходы энергетических производств и отходы обработки гранита, поэтому его производство экономичнее и экологичнее, чем производство обычных бетонов и существующих аналогов. Для электропроводимости вместо дорогих карбоновых нанотрубок в смесь добавили обычные и очень доступные карбоновые наночастицы. Они стали побочным продуктом переработки угля электрическими разрядами в плазменном реакторе по технологии, разработанной профессором Сергеем Буянтуевым из ВСГУТУ.

«Карбоновые наночастицы действуют как центры кристаллизации в процессе застывания смеси. В результате структура нового бетона более плотная по сравнению с контрольными образцами. За счет меньшей пористости он пропускает меньше воды, пара и более долговечен, — объясняет подполковник Роман Федюк, профессор Военного учебного центра Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), победитель XIII Всероссийского конкурса «Инженер года-2018. — Использовать «электрический» бетон можно для производства специальных поверхностей-обогревателей, которыми могут выступать стены гаражей, парковок, бетонный пол, тротуарная плитка. Можно даже возводить самовосстанавливающиеся конструкции, где поверхность будет выступать одновременно сенсором влаги, огня и деформаций, а повреждения будут устраняться за счет воздействия электромагнитного поля». Посвящённая данной разработке статья опубликована в Magazine of Civil Engineering.

Сверхпрочный бетон: состав и приготовление своими руками

За последние несколько десятков лет в бетонной промышленности мало что изменилось. Так, в странах СНГ продолжают применять дорогостоящие пятикомпонентные бетонные изделия.

Отрицательные стороны классических бетонов:

  • дороговизна и непрактичность: расход цемента достигает 14 кг на погонный метр;
  • сложность при применении: необходима постоянная вибрация при заливке бетона; низкоскоростной набор прочности;
  • непрактичность при транспортировке: тяжелые, требуют частого перемешивания;
  • недолговечность, низкая морозостойкость.

Назначение и характеристики сверхпрочного бетона

Суперпрочные бетоны применяют прежде всего для сложных построек. Сверхпрочный бетон замечательно сочетается с арматурой: их совместное использование дает преимущество мастерам при построении железобетонных конструкций.

Характеристики жидкого сверхпрочного бетона

  • плотность от 1000 до 1400 кг/м 3 ;
  • содержит 1% или менее кислорода (O2);
  • очень малые показатели расслаивания;
  • поддержка реологических характеристик не менее 4 часов (минимум в 4 раза дольше).

Несомненным преимуществом является то, что такой раствор поддерживает свои первоначальные качества в течение 4 часов, ведь до строительного объекта дорога может занимать далеко не 1 час.

Параметры твердого суперпрочного бетона

  • высокая плотность и в то же время пористость;
  • высокая прочность;
  • термоустойчивость и водонепроницаемость;
  • впитываемость влаги менее 1%;
  • низкий процент деформации.

Однако высокая плотность сверхпрочных бетонов в связи с высоким давлением при воздействии на них влаги приводит к микроразрывам в материале.

Состав и производство своими руками бетона нового поколения

Замес бетона своими руками

Суперпрочные бетонные изделия состоят из:

  • связывающих веществ;
  • крупных наполнителей;
  • песка.

Состав сверхпрочного бетона

  • вяжущие материалы. Мастера используют портландцементы с густотой около 25% и активностью не менее М-500. Не стоит добавлять в качестве вяжущих материалов какие-либо примеси, которые способствуют ускорению застывания бетонного раствора;
  • песок – одна из важнейших частей при создании любого бетонного раствора. Для лучшей укладки смеси во время строительных работ необходимо добавить больше мелкого песка, чем крупного.
  • крупный заполнитель. В суперпрочном бетоне, как и в любом другом, крупным наполнителем выступает щебень. Однако сорт щебня необходимо тщательно подобрать, исходя из ширины бетона, а также по типу армируемых материалов. Заполнитель обязательно должен быть сухим и отвечать требованиям ГОСТа;
  • тонкомолотые добавки. Могут добавляться кремнеземная, силикатная пыли и химические пластификаторы.
  • вода – 1/2 массы всех наполнителей (100 литров на 200 кг смеси).

Собственное производство бетона нового поколения

Пропорции и состав сверхпрочного бетона зависят непосредственно от его назначения. Стандартным считаются пропорции цемента/песка/щебня – один/три/пять. Т. е. на 1 м 3 бетона приходится 1 часть цемента, 3 части песка и 5 частей щебня.

Консистенция должна получиться такой, чтобы, не прилагая особых усилий, можно было размешать раствор лопатой. При работе в условиях низких температур рекомендуется периодически подогревать раствор и воду, иначе бетонная смесь застынет.

Области применения сверхпрочного бетона

Стройматериал нового поколения можно использовать абсолютно в любом месте, где применяется обычный бетон. Например, сверхпрочный бетон используется при изготовлении наливных полов. При этом плотность таких полов возрастает более чем в два раза по сравнению с обычными. Вместе с тем, полы становятся износостойкими (их невозможно поцарапать).

Еще одним ярким примером служат бордюры на открытом воздухе из суперпрочного бетона. Такие бордюры прослужат на десятки лет дольше.

Кроме того, бетон нового поколения используют как в космической индустрии (строительство космодромов), так и в подводном мире (строительство подводных сооружений).

Несмотря на все преимущества сверхпрочного материала, многие организации и предприятия не готовы полностью переходить на его использование при строительстве помещений. Это связано с тем, что суперпрочный бетон, хоть и был подробно исследован, пока не является несомненным лидером в строительной индустрии из-за твердо устоявшихся взглядов на промышленность: использование старых методических материалов, учебников, пособий и т. п.

Что такое высокопрочный бетон?

На сегодняшний день искусственный стройматериал занимает одно из лидерских мест в строительной отрасли. Современный высокопрочный бетон различных марок несколько отличается от давно привычных нам бетонов. Он обладает гораздо лучшими высокопрочными свойствами, нежели «старые» смеси. Сооружения из высокопрочного бетона выходят крепкими, надежными, способными служить на пользу людям много десятков лет.

Что собой представляет материал?

Высокопрочным бетоном называют тяжелые, мелкозернистые смеси марок М600-М1000, минимальная прочность на сдавливание которых равняется В60 и выше. Применение высокопрочных растворов позволительно для строительства различных уровней сложности. Любой архитектурный проект можно воплотить в реальность при помощи такого стройматериала.

Высокопрочный бетон отлично взаимодействует с крепким армирующим материалом. Их тандем высоко ценится и пользуется широким спросом у мастеров, особенно при возведении железобетонных строений. Наборные железобетонные сооружения возводятся на тяжелых бетонах марок 400-500. Применение стройматериалов больших марок разрешает уменьшить массу строений, сократить диаметр в разрезе, изготовить максимально подходящие по параметрам изделия.

Высокопрочные бетоны, склонные к стремительному застыванию, способны практически в таких же темпах повышать свой уровень крепости. Это позволяет значительно уменьшить время паровой обработки бетонных конструкций при их производстве, а иногда и вовсе отказаться от данной манипуляции.

Низкий уровень деформирования в высокопрочном бетоне при краткосрочных либо довольно продолжительных нагрузках увеличивает твердость конструкционных деталей, способствует уменьшению расползания стройматериала. Высокопрочному бетону свойственна та же интенсивность усадки, что и раствору со средней прочностью.

Составляющие компоненты

От входящих в состав ингредиентов требуется наделить строительную смесь необходимыми свойствами при самых малых расходах сырьевых материалов. Основа состава высокопрочных бетонов состоит из вяжущих веществ, песка, крупных наполнителей.

Вяжущее материалы

Как правило, роль вяжущих компонентов для такого рода бетонов выполняют наиболее активные портландцементы определенной консистенции. Профессионалы советуют использовать вяжущие с густотой 25-26 % и минимальной активностью 500-600. Высокопрочный бетон следует готовить на основе портландцементов с повышенной активностью. Благодаря ускоренным темпам приобретения бетонами прочности нет необходимости в применении разных примесей, убыстряющих застывание раствора.

Читать еще:  Прием бетона из миксера

Песок

Создание высокопрочных строительных смесей не обходится без добавления крупных либо мелких кварцевых полевошпатовых песков. Кристаллики крупных марок песка идут 1,25-5 мм шириной, песчинки мелких сортов – 0,14-0,63 мм. Чтобы строительная смесь лучше ложилась во время стройки, при ее изготовлении мелкого песка добавляют больше, нежели крупного. Но иногда эту пропорцию выравнивают.

Некоторые марки сверхпрочного бетона (вплоть до 800) изготавливаются из чисто крупных либо средних сортов песка. Однако в этом вопросе следует соблюдать рамки, указанные госстандартами.

Крупный заполнитель

Крупным наполнителем в подобных строительных смесях служит щебенка. Крепость на сжатие сего заполнителя при повышенной влажности должна быть минимум в полтора раза больше, нежели у бетонного раствора. Перед использованием щебенку следует отсортировать, очистить от отмучиваемых частиц. Ширина отсортированных песчинок должна варьироваться по фракциям: 5-10, 10-20, 20-40 мм.

Сорт щебня подбирают под нужную ширину бетонного изделия, а также под тип используемой арматуры. Для слабо армированных сооружений с толстыми стенами используют материал с заполнителем, крупность которого составляет до 70 мм. Наполнитель, применяемый при изготовлении высокопрочного состава, должен быть сухим, отвечать всем запросам ГОСТ.

Тонкомолотые добавки

В высокопрочный бетон принято добавлять кремнеземную пыль. Но бетоны, прочность которых составляет C 55/67, C 60/77, могут обойтись без этой силикатной добавки. Кремнеземная пыль появляется при очищении газообразной отработки во время производственных процессов кремния.

Силикатная пыль действует внутри бетонных составов по трем направлениям:

  • заполнение свободных пространств между цементными кристаллами, тем самым наделяя бетонное изделие гораздо большей плотностью;
  • пуццолановое взаимодействие с гашеной известью, обеспечивающее рост прочности цементного раствора;
  • • улучшение взаимной реакции между песком и цементом.

К основным составляющим высокопрочного бетонного раствора могут также добавляться пластификаторы химического происхождения.

Характерные свойства

Современные бетонные смеси с повышенной крепостью обладают массой свойств, положительно сказывающихся на эксплуатации готовой продукции. Мастера отделяют характеристики бетонного раствора от свойств уже готовых монолитов.

Показательные характеристики жидкого раствора

Главными эксплуатационными параметрами бетонной смеси являются:

  • плотность от 1,0 до 1,4;
  • плывучесть с деформацией конуса от 65 до 70 см;
  • содержание всего 1 % кислорода;
  • мизерные показатели расслоения;
  • минимальные сроки поддержания реологических качеств – 3-4 часа.

То, что растворы могут сохранять свои качества на протяжении некоторого времени, дает им большой плюс. Ведь при перевозке дорога от места производства до строительной площадки может длиться не один час. Большую роль играет консистенция раствора. Она должна быть идеально однородной, иначе есть риск расслоения, и как итог, утеря характерных качеств застывшего стройматериала.

Параметры застывших бетонных монолитов

Среди показательных свойств бетонного камня выделяют:

  • прочность на сдавливание, варьирующаяся от 50 до 100 МПа, а также на растягивание во время загибания – минимум 4 МПа;
  • уплотненность и пористость;
  • износостойкость;
  • устойчивость к минусовым температурам минимум F400 и водонепроницаемые способности от W10;
  • впитывание влаги максимум 1 %;
  • малый процент искривления.

К сожалению, повышенная плотность бетонов такого рода из-за высокого давления при взаимодействии с влагой может привести к образованию микроскопических разрывов в материале. Строительную смесь с повышенной плотностью желательно наделить умеренной пористой структурой, которая исполнит роль смягчителя для лишней энергии и напряжения во время тепловыделения при застывании.

Производство сверхпрочного композита

Во время изготовления подобных материалов главное – добиться нормальной удобоукладываемости композита на протяжении всего строительного процесса. Достичь этой цели возможно при выполнении следующих условий:

  • непрерывное наблюдение за уровнем влажности наполнителей;
  • соблюдение четких дозировок согласно рецептуре;
  • использование для смешивания высокоскоростных смесительных устройств;
  • четкая последовательность закладки ингредиентов внутрь смесителя, установление положенного времени смешивания для каждого компонента;
  • если бетон покупной, то нужно узнать сроки начала его застывания, сопоставить их со временем, требуемым для перевозки, монтажа стройматериала, и если нужно, домешать в состав веществ, замедляющих твердение;
  • соблюдение правильных добавочных пропорций пластификатора на месте строительства.

Заметим, что для сверхпрочных смесей лучше использовать материалы с повышенной активностью, потому как их несложно перекачивать посредством бетонной помпы. От правильности ухода за бетоном зависит его качество. Материалу следует обеспечивать влажную обработку на протяжении трех суток. Это гарантирует устойчивость готового продукта к различным негативным факторам, а также долгий срок службы.

Дабы не наделать промахов во врем изготовления, монтажа и ухода за композитом, специалисты советуют набросать схему действий, контролирующих все вышеперечисленные процессы. Здесь должны присутствовать такие пункты:

  • контроль от лица производителя стройматериала: отслеживание характеристик и качества сырья, технических способностей, исправности производственного оборудования; выявление характерных параметров готовой смеси и предполагаемых отклонений;
  • контролирование от лица покупателя, использующего бетон;
  • меры при несоответствии желаемым требованиям;
  • выявление ответственных особ.

Вернуться к оглавлению

Области применения

Высокопрочные композиты используются, как правило, в случаях, где есть нужда в снижении размеров и веса сооружения, а также требуется повышение коэффициента прочности конструкции. К этим случаям относятся:

  • постройка многоуровневых конструкций;
  • возведение мостов и иных транспортных сооружений;
  • строительство складов для хранения радиоактивного утильсырья;
  • заливка полов внутри масштабных промышленных сооружений;
  • постройка иных особых объектов.

Примеры использования высокопрочного бетона в строительстве

Параметры такого материала уникальны и не описываются лишь высокими значениями прочности. Фактически подобный композит призван решать сразу несколько сложнейших технологических задач, именно поэтому понятие высокопрочного бетона объединяет несколько видов материалов и целый ряд характеристик.

Особенности композита

Получение высоких классов по прочности давно уже не считается сложной задачей. В номенклатуре многих советских заводов по производству железобетонных изделий и конструкций существовали подборы составов для классов В40, В45, В50 и даже В60. Такие бетоны использовались для производства конструкций, испытывающих существенные динамические нагрузки, например, шпал или мостовых пролетов. Но главной особенностью и свойством подобных материалов являлась низкая технологичность на этапе работы со смесью, ведь ее удобоукладываемость характеризовалась жесткостью на уровне Ж3 и выше.

Сверхпрочный бетон нового поколения представляет собой не просто материал с высокой стойкостью к различным механическим нагрузкам, но и высокотехнологичную смесь. Укладка такого материала в конструкцию любой геометрии не только не усложняется, но и позволяет сократить количество задействованных рабочих.

Высокая подвижность и плотная структура смеси обеспечивают способность самоуплотнения, что позволяет работать с материалом без применения вибраторов.

М1100

Это бетон особого назначения. Он отличается не только чрезвычайно высокой прочностью, но и устойчивостью к влаге, воздействию агрессивных факторов окружающей среды. Обычно этот материал такой марки применяют во время сооружения гидротехнических и военных объектов, мостов, шахт.

Что касается минимального значения прочности на сдавливание, то это класс В60. Допускаются значения и выше.

Особенностью высокопрочных бетонов является то, что они быстро застывают. За счет этого их прочностные характеристики возрастают.

Способность к самостоятельному уплотнению

Именно свойства бетонной смеси существенно отличают камень высокой прочности, востребованный в строительной отрасли в настоящее время. За счет способности к самостоятельному заполнению формы и уплотнению он получил название самоуплотняющегося или СУБ.

Подобные свойства достигаются за счет создания уникальной структуры, предполагающей непрерывную гранулометрию всех компонентов. Фактически размер частиц в теле бетона изменяется от 5 мкм до 20 мм без разрывов, что позволяет получить так называемую реологически активную матрицу, способную течь и уплотняться под собственным весом. Благодаря сочетанию вяжущего, активных и инертных минеральных добавок, мелкого заполнителя различной крупности, система остается стабильной. Но подбор состава высокопрочного искусственного камня сложен, ведь создать сбалансированную систему из такого количества компонентов непросто.

Сферы применения

Подобный материал обладает весьма высокой себестоимостью, что существенно ограничивает область его использования. Кроме того, потенциал столь прочного бетона мало востребован в рядовых проектах и массовом строительстве.

Основной сферой применения сверхпрочного композита являются сложные по геометрии проекты или высотные здания. Раньше считалось, что бетон не способен выдерживать нагрузки при возведении сооружений в сотни этажей. Классический искусственный камень в основании здания и на первых его этажах разрушался из-за слишком большой нагрузки. Именно поэтому небоскребы возводили из металла и стекла.

Но современные сверхпрочные композиты способны не только выдержать такую нагрузку, но и позволяют сократить толщину всех несущих конструкций, что уменьшает общий вес здания. Именно поэтому высокопрочный бетон широко применяется при возведении современных высотных зданий. Его часто используют при заливке конструкций сложной геометрии, которые раньше собирались из нескольких элементов. Такой бетон часто применяют для изготовления мостовых пролетов большой длины.

Фактически подобный композит направлен на решение сложных архитектурных или инженерных задач и редко используется в массовом строительстве.

Производство

Основная особенность производственного процесса по созданию бетонов высокопрочного типа – это реализация естественной удобоукладываемости материала в течение всех строительных работ.

Читать еще:  Декоративные изделия из бетона

Этого можно достичь, если соблюдать такие правила:

  • Для создания смеси используют специальные высокоскоростные смесительные устройства.
  • Требуется постоянно контролировать показатель влажности в наполнителях.
  • Важно сопоставлять время застывания и сроки транспортировки.
  • Всегда соблюдать пропорции, дозировки.
  • Всегда добавлять компоненты в правильной последовательности, которая указана в рецепте.

Качество высокопрочного бетона зависит еще и от правильного ухода за полученным изделием. Материал требуется покрыть влажным составом в первые 3 дня. Благодаря этому будет обеспечена повышенная стойкость полученного продукта к разрушающим факторам внешней окружающей среды.

Специалисты для поддержания высокого качества бетона всегда следят за составляющими смесей. Они проверяют работоспособность оборудования, характеристики наполнителей, различных компонентов, следят за работниками. При необходимости определяют факторы несоответствия.

Основные характеристики

Сверхпрочный бетон нового поколения отличается широким набором свойств, поэтому чаще всего их делят на два блока.

Показатели бетонной смеси

К первому относят параметры бетонной смеси, среди которых основными считаются:

  • подвижность с расплывом конуса на уровне 65 – 70 см;
  • коэффициент уплотнения 1,0 – 1,4;
  • время сохранения реологических свойств не менее 3 – 4 часов;
  • минимальная расслаиваемость;
  • воздухосодержание не более 1%.

Способность смеси сохранять свои свойства во времени крайне важна, ведь транспортировка материала от завода до объекта может занять пару часов. Не менее важно обеспечить однородность смеси, ведь расслоение приведет к полной потере свойств затвердевшего бетона.

Параметры готового камня

Ко второму блоку относят характеристики уже затвердевшего композита. К основным среди них можно отнести:

  • прочность на сжатие в диапазоне 50 – 100 МПа и на растяжение при изгибе не менее 4 МПа;
  • плотность и поровую структуру;
  • низкую истираемость;
  • морозостойкость от F400 и водонепроницаемость от W10;
  • водополгощение не более 1%;
  • небольшой модуль сдвига.

С учетом способности смеси такого бетона к образованию максимально плотного тела возникает опасность возникновения микротрещин из-за чрезмерных напряжений во время гидратации. Процесс твердения бетона сопровождается выделением большого количества тепла, а в материале столь плотной структуры этот избыток энергии просто некуда деть. Именно поэтому важно обеспечить адекватную поровую структуру, которая будет работать буфером для избытка энергии и напряжений.

Производство композита

Изготовление высокопрочного бетона по сравнению с обычным тяжелым раствором отличается большей сложностью. Во-первых, для обеспечения качественного смешения компонентов необходимо использовать современные двухвалковые скоростные смесители, способные фактически перетирать смесь сырьевых компонентов.

Во-вторых, чтобы обеспечить все свойства материала требуется соблюдать точное дозирование компонентов и очередность их загрузки. В результате вместо классических 3 – 4 бункеров требуется 6 – 8, что увеличивает стоимость установки. Любое колебание во влажности материалов приводит к выпуску брака, поэтому линии подачи песка и щебня оборудуются специальными датчиками влажности для постоянной корректировки расхода воды.

При изготовлении смеси сначала смешиваются материалы малых фракций, например, цемент, минеральная добавка и микронаполнитель. Затем добавляется песок, вода с химическими модификаторами и крупный заполнитель. Время перемешивания увеличивается в 2 – 3 раза и составляет не менее 1,5 – 2 минут.

Только строгое соблюдение производственной дисциплины позволяет получить композит заданных свойств и параметров.

Примеры использования высокопрочного бетона в строительстве

Высокопрочные бетоны

К высокопрочным относятся бетоны классов примерно В50 и выше. Они находят все более широкое применение в современном строительстве, особенно в специальном и промышленном. Рационально комбинируя высокопрочные бетоны с высокопрочной арматурой, можно полнее использовать их свойства. Применение высокопрочных бетонов дает возможность уменьшить размеры поперечного сечения конструкций или увеличить их несущую способность. И то и другое позволяет снизить расход материалов, трудозатраты и общую стоимость строительства. Расход бетона может быть уменьшен до 30 %, стали — до 15 %, а стоимость изделий снижена на 10-15 %.

Рациональной областью применения высокопрочных бетонов являются центрально сжатые, а также изгибаемые элементы конструкций, если несущая способность последних определяется работой бетона на сжатие. Их следует использовать и в конструкциях, испытывающих динамические нагрузки. Высокопрочный бетон может найти применение в мостостроении, а также для изготовления тюбингов, используемых в обделке тоннелей, и т.д. Госстроем еще СССР были утверждены типовые сборные конструкции массового применения из бетонов классов В50, В55 и В60. К ним относятся стропильные фермы пролетом 18-24 м, решетчатые балки пролетом 18 м, плиты размером 3 12 м с повышенной несущей способностью, колонны многоэтажных зданий и др.

Для производства высокопрочного бетона водоцементное отношение (отношение В/Ц) должно быть значительно ниже 0,4, за счет чего уменьшается пористость и повышается прочность матрицы цементного камня. На рисунке 1 показана принципиальная зависимость между пористостью и прочностью на сжатие цементного камня. При минимальном отношении В/Ц и, следовательно, низком содержании воды в смеси удобоукладываемость бетона в реальных условиях достигается лишь за счет увеличения содержания вяжущего и особенно за счет добавления пластификатора. Зерна заполнителя должны обладать высокой прочностью и по возможности высоким модулем упругости. Также необходимо очень хорошее сцепление между зернами заполнителя и матрицей цементного камня. В данном случае превосходный результат достигается за счет добавления пуццолановых вяжущих.

Рисунок 1- Зависимость между пористостью и прочностью на сжатие цементного камня.

ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, РЕЦЕПТУРА И ПРОИЗВОДСТВО В качестве вяжущих могут употребляться в принципе все стандартные типы цементов. При выборе цемента следует обратить внимание на следующие позиции:

совместимость цемента и пластификатора;

водопотребление или тонкость помола;

характер нарастания прочности и желаемое значение конечной прочности;

характер выделения тепла в процессе гидратации с учетом размеров строительной конструкции. Чтобы получить высокую начальную прочность, необходимо использовать портландцемент (ЦEM I). На практике отлично проявили себя цементы класса ЦEM I 42,5 R, особенно те, которые отличаются низким содержанием трикальция алюмината (C3A). Как показывает опыт, в случае производства крупногабаритных элементов или при повышенной температуре окружающей среды целесообразно скомбинировать портландцемент и шлакоцемент, заменив также одну часть портландцемента на золу-унос каменного угля.

Чтобы уверенно выйти на прочность выше100 Н/куб. мм, рекомендуется применять щебень из плотных прочных горных пород (гранита, диабаза, базальта, габбро и др.)или гранитный щебень. Кривая гранулометрического состава должна проходить между эталонными кривыми просеивания A и B и обладать как можно более низким содержанием мелкодисперсных частиц ( Читайте также: Бетон, дерево и камень: интерьер в стиле эко-минимализм для молодого мужчины

Рисунок 4 — 42 этажная башня жилого комплекса Premiere on Pine в центре Сиэтла

Сиэтл не является единственным городом, где бьются рекорды по строительству высотных бетонных зданий. Две башни жилого комплекса высотой 400 футов (121,9 м), начало строительства которых ожидается в конце этого года, станут самыми высокими железобетонными зданиями в Лос-Анжелесе, которые когда-либо строились в этом городе. Для колонн зданий здесь также будет использован высокопрочный бетон.

Рисунок 5- Две башни жилого комплекса высотой 400 футов (121,9 м) в Лос- Анжелесе

Помимо использования в колоннах высотных зданий высокопрочный бетон используется также и в диафрагмах жесткости и рамных конструкциях тех же зданий. В результате увеличилась не только прочность, но и жесткость несущего каркаса, что важно для высотных зданий, испытывающих значительные боковые нагрузки.

В свою очередь, высокопрочный бетон отличают от рядового некоторые показатели, основными из которых являются: • низкое содержание воды затворения, определяющее через показатель водоцементного отношения прочностные свойства. Так, снижение В/Ц бетона вплоть до значений нормальной густоты цементного теста дает возможность повышения прочности на сжатие на 30% и более; • уплотненная структура цементного камня, связанная с устранением разупрочняющих пустот; • увеличенное содержание низкоосновных гидросиликатов кальция (ГСК) за счет пуццолановых реакций; • для бетона массивных конструкций умеренное или низкое тепловыделение при гидратации, не вызывающее деформаций структуры бетона.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector