Бетони нового покоління

    Перші дослідження мікрокремнезема в якості добавок для бетонів і розчинів були проведені в 1946р. Тоді був отриманий перший патент на модифікацію цементних систем шляхом введення до їх складу мікрокремнезема. У період c1951 по 1952 рр.. професор Бернхардт провів експериментальні дослідження застосування мікрокремнезема в бетоні. До початку 60-хгг.началось його промислове застосування в технології виготовлення бетонів та розчинів - в якості модифікуючої добавки в водонепроникних і корозійностійких матеріалах на цементній основі. В Канаді використання мікрокремнезема в бетоні було схвалено в 1981 році. У тому ж році перші промислові суміші портландцемент / мікрокремнезем були вироблені в Ісландії. У Канаді такі суміші з'явилися в 1982 році. На даний момент мікрокремнезем в Європі використовується скрізь - від бетонних блоків до нафтових споруд [8].

    Мікрокремнезем зазвичай додається в якості додаткового в'яжучого матеріалу в процентному відношенні від первісного змісту цементу, в залежності від типу або необхідної якості бетону. Дозування може бути наступним:

   - Бетон, що подається  насосом 2-3%

   - Торкрет-бетон  8-12%

   - Підводний бетон  12-15%

    Процедури змішування можуть відрізнятися в залежності від виробничого обладнання. Загальне правило полягає в ретельному перемішуванні для забезпечення максимальної дисперсності мікрокремнезема в бетоні. З метою поліпшення дисперсності в більшість бетонів з вмістом мікрокремнезема вводять пластифікатор чи суперпластифікатор.

    Бетони, що містять добавки мікрокремнезема, володіють більшою здатністю до зчеплення, ніж звичайні суміші на портландцементі, і часто показують більш низьку удобообробку з точки зору осадки конуса. Частинки мікрокремнезема, мають абсолютно сферичну форму, нейтралізують цей ефект, забезпечуючи кращу легкоукладуваність при даній осаді конуса. Однак, щоб уникнути додавання на ділянці добре відомого "пластифікатора" - води, в суміш вводиться суперпластифікатор для досягнення високої удобообробки при збереженні правильного водоцементного відношення.

    Високе зчеплення і стабільність суміші означає, що бетони з вмістом мікрокремнезема є найбільш придатними для торкретування, подачі насосом і підводного бетонування. Торкрет-бетон в цьому випадку відрізняється меншим відскоком, значно меншим пилоутворенням і кращими будівельними характеристиками. При подачі насосом бетон можна подавати вище і далі, ніж звичайні суміші, і під більш низьким тиском. Бетон з вмістом кремнезему також можна укладати під водою звичайними методами підводного бетонування, без всяких додаткових домішок.

    Внаслідок заповнення пустот і високого зчеплення суміші в свіжоукладеному бетоні спостерігається незначне виступання води. Це означає, що свіжоукладений бетон необхідно належним чином витримувати відразу по завершенні оздоблювальних робіт.

    Розмір часток мікрокремнезема, в 100 разів менших, ніж цемент, в поєднанні з високим вмістом двоокису кремнію створює дуже потужний пуцолановий ефект. При такому розмірі частинок 40 кг мікрокремнезема, складові середнього дозування, матимуть площу поверхні близько одного квадратного кілометра, яка вступає в реакцію з гідроокисом кальцію, що вивільняється в міру гідратації цементу. Це означає, що мікрокремнезем надає більш ранній ефект, ніж інші пуцоланові добавки.

    Пуцоланова реакція мікрокремнезема підвищує гідратацію силікату кальцію. Спостерігається виразна зміна пористої структури бетону зі змістом мікрокремнезема в бік зменшення числа капілярних пір і збільшення числа дрібніших гелевих пір. Підвищення гідратації силікату кальцію і зниження числа капілярних пір забезпечують дві основні характеристики бетону зі змістом мікрокремнезема - підвищену міцність і підвищену непроникність. Подвійний ефект надає бетону велику стійкість до фізичних (стирання, ерозія і ударне руйнування) і хімічних впливів (проникнення води, сульфатів, хлоридів, органічних речовин і кислот).

    Саме завдяки підвищеній стійкості бетону з добавками мікрокремнезема він використовувався в Перській затоці, де хімічний вплив і температура швидко руйнують залізобетон і деякі споруди доводиться зносити вже через десять років. Очікуваний термін експлуатації споруд, що будуються сьогодні, складає більше 50 років.

    При твердінні виробів з піскобетону М300 в формах на вулиці або зовнішніх цементних стяжок. Якщо технології цементної стяжки підлоги в приміщеннях зазвичай включають екранування поверхні від швидкого висихання тільки при несприятливих для твердіння умов, то на цементні стяжки та вироби з піскобетону, тверднуть на вулиці активно впливають додаткові зовнішні фактори - сонячне випромінювання, що провокує утворення різних температурних зон по товщині виробу / конструкції, що може призвести до виникнення суттєвих температурних напружень, а також вітер, при якому інтенсивність випаровування вологи з поверхні зростає в кілька разів[11].

    Це призводить до появи кірки на поверхні, надзвичайно схильною до тріщин, а також хвилястості поверхні після твердіння через різний ступінь ущільнення нерівномірно нагрітих нижніх шарів. Добавки мікрокремнезема частково акумулюють сонячне тепло і сприяють швидкій конвекції тепла через бетон завдяки заповненню пустот, а також блокують мікро і макропор виходу води на поверхню, що знижує негативи швидкого випаровування.

    Однією з основних сфер застосування мікрокремнезема у Великобританії є покриття, де бетон з мікрокремнезема використовувався в ряді великих проектів. Його застосування в даній області зумовлено швидким наростанням міцності і низькою усадкою в поєднанні з високою стійкістю до стирання і хімічною стійкістю.

    При додаванні мікрокремнезема в кількості до 30% в поєднанні з суперпластифікаторів можна отримати суміші з відношенням вода / в'яжучі нижче 0,3. Такі бетони можуть досягати дуже високої ранньої міцності. Вони знайшли широке застосування там, де здійснюється витримування у вологому режимі [6].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Висновки

 

    Широка номенклатура створених вченими і фахівцями ефективних матеріалів та виявлених технологічних прийомів дозволили в 80-90-х роках з використанням дослідних, дослідно-промислових установок і стендів, а також в умовах промислового виробництва відпрацювати принципово нові ефективні технологічні схеми отримання нових видів бетонів з широким діапазоном експлуатаційних характеристик за рахунок варіювання в широких межах виду сировинних матеріалів (в'яжучих і заповнювачів), різновидів, способу і стадії введення хімічних модифікаторів і активних мінеральних добавок, оптимізації складу багатокомпонентного бетону і цілеспрямованого управління технологією.

    Економічний ефект розробки вчених визначається зниженням матеріаломісткості, зменшенням енергомісткості трудовитрат і застосуванням техногенних відходів, значним збільшенням довговічності, і, як наслідок, збільшенням терміну міжремонтної експлуатації і зниженням експлуатаційних витрат, пов'язаних з функціонуванням будівель та споруд та з проведенням ремонтних робіт, що стало можливим завдяки забезпеченню високих, раніше недосяжних показників експлуатаційної надійності бетону.

    Представляється, що розпочатий комплекс робіт має хорошу найближчу перспективу. Розвиток транспортного будівництва, освоєння нових родовищ нафти і газу, в тому числі на морських шельфах в умовах впливу солоних вод, хвильових і вітрових навантажень, збільшення обсягів використання підземних просторів і будівництво підземних "міні-мостів", архітектурний залізобетон - ось неповний, але вельми характерний перелік раціональних областей застосування нових бетонів.

 

 

 

 

 

Список використаних джерел

 

1.Основні відомості про бетоні [електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.know-house.ru ...

2.Класифікація бетону і застосування в будівництві [електронний ресурс] - Режим доступу: http://betonstroy31.ru/beton ...

3.Ключові проблеми пінобетону [електронний ресурс] - Режим доступу: http://bstroika.ru ...

4.Мікрокремнезем [електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.gcs-n.com ...

5.Мікрокремнезем і його застосування [електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.technoros.ru ...

6.Мікрокремнезем і його основні форми [електронний ресурс] - Режим доступу: http://vip-villas.ru ...

7.Розвиток виробництва пористого бетону в Україні [електронний ресурс] - Режим доступу: http://eco-beton.com.ua ...

8.Бетони нового покоління [електронний ресурс] - Режим доступу: http://izhbeton.ru ...

9.Проблеми розвитку виробництва пінобетону [електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.fluke-net.com ...

10.Виробництво бетону. Добавки бетону [електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.vival.ua ...

11.Мікрокремнезем в піскобетоні (дрібнозернистих бетонних сумішах) для збільшення міцності бетону [електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.voscem.ru ...