Строительные технологии и оборудование
+38 (044) 225-25-15
info@porobeton.com
Киев, ул. Набережно-Корчеватская, 136

Библиотека

Начало раздела > Добавки для пенобетона и бетонов

Бетон и железобетонные конструкции, ассортимент и качество

 

Бетон является материалом номер один современного строительства, его производство в мире превышает ежегодно 2 млрд. м3, из них 700 млн. м3 - это товарный бетон, изготовленный на автоматизированных заводах и доставляемый на строительные площадки специальным транспортом - автобетоновозами.

Бетон и железобетонные конструкции

Ассортимент и качество

Бетон является материалом номер один современного строительства, его производство в мире превышает ежегодно 2 млрд. м3, из них 700 млн. м3 - это товарный бетон, изготовленный на автоматизированных заводах и доставляемый на строительные площадки специальным транспортом - автобетоновозами.

В течение последних 20 лет в России для производства бетона и железобетона было израсходовано более одного млрд. т цемента, 200 млн. т стали, 4 млрд. м3 нерудных материалов, 220 млн. м3 искусственных пористых заполнителей. Энергетические затраты составили не менее 300 млн. т условного топлива.
Бетон сохранит лидирующую роль и в 21 веке благодаря своим высоким строительным качествам, повсеместной доступности, экологической безопасности, низкой энергоемкости по сравнению с другими материалами.

Классификация бетона

Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания основательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого и крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях.
Широкое применение находят бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. В результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. В качестве заполнителей используют преимущественно местные горные породы и отходы производства (шлаки и др.). Применение этих дешевых заполнителей снижает стоимость бетона, так как заполнители и вода составляют 85-90%, а цемент 10-15% от массы бетона.
Для управления свойствами бетона и бетонной смеси в их состав вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необходимости изменяют и другие свойства бетона.
На органических вяжущих веществах (битум, синтетические смолы и т.д.) бетонную смесь получают без введения воды, что обеспечивает высокую плотность и непроницаемость бетонов.
Многообразие вяжущих веществ, заполнителей, добавок и технологических приемов позволяет получать бетоны с самыми разнообразными свойствами. Как пример эффективной добавки, можно упомянуть о суперпластификаторе ДОФЕН-М (фирма МОДИФ). Применяется там, где необходимы высокоподвижные смеси или получение бетона высокой долговечности.
В современных условиях изменились технические и экономические предпосылки использования бетонов в строительстве. Все шире применяются композиционные вяжущие, суперпластификаторы и другие эффективные модификаторы структуры и свойств бетона, тонкодисперсные минеральные наполнители, эффективное оборудование. Решающим фактором в рыночной экономике стало качество и стоимость материала, скорость возведения объектов.
Фирма «Интра-Бау» (Германия) в содружестве с МГСУ разработала технологию бетонов, позволяющих на любых мелких песках получать конструкционные мелкозернистые бетоны, пенобетоны, растворы и другие материалы. Мелкозернистый бетон позволяет получать тонкостенные и слоистые конструкции, декоративный и фибробетон.
Для лучшего восприятия растягивающих напряжений бетон армируют стальными стержнями. В железобетоне арматуру располагают так, чтобы она воспринимала растягивающие напряжения, а сжимающие напряжения передавались на бетон. Совместная работа арматуры и бетона обусловливается хорошим сцеплением между ними и приблизительно одинаковыми температурными коэффициентами линейного расширения. Бетон предохраняет арматуру от коррозии.
Бетоны классифицируют также по средней плотности, виду вяжущего вещества и назначению.

  • Особо тяжелые бетоны с плотностью более 2500 кг/м3 приготовляют на стальных опилках, стружках (сталебетон), железной руде (лимонитовый и магнетитовый бетоны) или барите (баритовый бетон).
  • Тяжелые бетоны с плотностью 2100-2500 кг/м3 изготавливают на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, диабаз).
  • Облегченный бетон с плотностью 1800-2000 кг/м3 производят на основе щебня из горных пород с плотностью 1600-1900 кг/м3.
  • Легкие бетоны изготовляют на основе пористых заполнителей (керамзит, аглопорит, вспученный шлак, пемза, туф).
    В последнее время особое внимание стали обращать на ячеистые бетоны (газобетон, пенобетон). Главной составляющей этих бетонов, во многом определяющей его свойства, является вяжущее вещество, по виду которого различают бетоны цементные, силикатные, гипсовые, шлакощелочные, полимерцементные и специальные.
    Довольно широкое применение находят цементные бетоны. К разновидностям цементных бетонов относятся также декоративные бетоны (белый и цветной цемент), бетоны для самонапряженных конструкций (напрягающий цемент), бетоны для специальных целей (глиноземистый и безусадочный цемент).
    Силикатные бетоны готовят на основе извести. Гипсовые бетоны на основе гипса применяют для внутренних перегородок, подвесных потолков и элементов отделки зданий. Разновидностью таких бетонов являются гипсоцементные - пуццолановые бетоны, обладающие повышенной водостойкостью. Применяются для объемных блоков санузлов, конструкции малоэтажных домов.
    Шлакощелочные бетоны делают на молотых шлаках, затворенных щелочными растворами. Эти бетоны еще только начинают применяться в строительстве.
    Полимербетоны изготовляют на основе различных видов полимерного связующего вещества. Такие бетоны более всего пригодны для работы в агрессивных средах и особых условиях воздействия (истирание, кавитация).
    Полимерцементные бетоны получают на смешанном связующем, состоящем из цемента и полимерного вещества (водорастворимые смолы и латексы).
    Специальные бетоны готовят с применением особых вяжущих веществ. Для кислотоупорных и жаростойких бетонов применяют жидкое стекло с кремнефтористым натрием, фосфатное связующее.
    Бетоны применяют для различных видов конструкций. Бетонные и железобетонные конструкции изготовляют либо непосредственно на месте строительства - монолитный бетон и железобетон, либо на заводах и полигонах, для дальнейшего монтажа на строительной площадке - сборный бетон и железобетон.

    В зависимости от области применения бетон различают:

  • для железобетонных конструкций (фундаменты, колонны, балки перекрытий, мостовые конструкции);
  • гидротехнический бетон (плотины, шлюзы, водопроводно-канализационные сооружения);
  • для ограждающих конструкций (полы, тротуары, дорожные покрытия);
  • специального назначения (кислотостойкий бетон, жароупорный, для радиационной защиты).
    Общие требования ко всем бетонам:
  • до затвердевания бетонные смеси должны легко перемешиваться, транспортироваться, укладываться;
  • иметь определенную скорость твердения в соответствии с заданными сроками распалубки;
  • расход цемента и стоимость строительного материала должны быть минимальны.

    Бетонные смеси со стальными волокнами

    Технология улучшения свойств цементирующих смесей за счет включения в них волокон известна давно. Такие естественные волокна, как джут и конский волос, еще в древние времена широко использовались для скрепления раствора.
    Не одно десятилетие проводятся исследования по использованию синтетических, стальных, стеклянных, полипропиленовых, карбоновых, нейлоновых и других волокон для армирования цементного теста, раствора и бетонных смесей с целью улучшения их свойств.
    Карбоновые волокна и стекловолокно пока не используются для бетонной смеси, хотя за рубежом проводятся работы в этом направлении.
    Для армирования бетонов с крупным заполнителем, размером более 5 мм, в основном используются стальные или пропиленовые волокна.
    Применение смесителей с опрокидными барабанами позволяет изготовлять бетон со стальными волокнами в промышленном масштабе. Механически просеянные проволочные волокна подаются конвейером в бетономешалку с опрокидным барабаном.
    Стало обычной практикой подавать волокна в смесь при помощи механического распределителя. В этом случае может быть установлен автоматический контроль над количеством добавляемых волокон.
    Известна практика введения волокон не на заводе, изготавливающем бетонную смесь, а непосредственно на строительной площадке, приемлемая в случае использования автобетоносмесителей, загруженных сухой смесью.
    Свойства бетона зависят от типа используемых волокон, характеризующихся определенным параметрическим отношением (длина/диаметр). Волокна с отношением свыше 100 не рекомендуется использовать. Чаще всего, применяют волокна с отношением от 60 до 80. Проволока имеет диаметр от 0,25 до 0,65 мм и длину от 20 до 60 мм.
    Для бетонов со стальными волокнами обычно применяют заполнители с наибольшей крупностью - 10 мм; соотношение крупного и мелкого заполнителя 1:1. Фибры с волокнами большей длины и диаметра позволяют применять заполнитель с максимальным размером 20 мм для полов промышленных зданий и в дорожных покрытиях. Для увеличения механической связи фибры и бетона выпускают волокна особой формы, например, проволоку с вмятинами (сочетание круглого и плоского сечений). Она хорошо сцепляется с цементным тестом, тем самым улучшаются характеристики бетона.
    Во всем мире сохраняется рост производства фибробетона со стальными волокнами. Для расширения производства такого бетона первоочередное значение имеет разработка и применение современных механических распределителей фибры. Ведь, чтобы получить качественную бетонную смесь, необходимо равномерно распределить волокна по всему объему бетона.
    Существующие заводы товарного бетона пока не позволяют в полном объеме обеспечить получение фибробетона должного качества. Их необходимо оснастить непрерывными смесителями или смесителями принудительного действия.

    Долговечность бетона

    Бетоны характеризуются высокой прочностью на сжатие, и, в то же время, возникает одинаковая для всех бетонов проблема - низкое сопротивление на разрыв и образование усадочных трещин при застывании. Рецепт устранения этой проблемы, состоящий в добавлении в бетонную смесь материалов, имеющих более высокую прочность и гибкость и повышающих однородность застывающего раствора, известен с древних времен. Сложный по составу бетон со следами шерсти, меда и других компонентов использовался при возведении пирамид. В раствор для кладки Пятницкой церкви под Черниговом добавляли яичный белок, молоко и рубленую шерсть.
    Контролировать образование трещин можно не только вторичным армированием (в конструкционном бетоне стальной температурной арматурой, в плитах покрытия - сварной проволочной сеткой), но и модифицированием вяжущего вещества при помощи полипропиленовых волокон Фибрин, обработанных специальным составом.
    Последний способ более прогрессивен. Он устраняет конструкционные проблемы, связанные с использованием сварной проволочной арматуры в перекрытиях, решает задачи ее размещения, позволяет сэкономить на приобретении металла. Волокно Фибрин может заменить сварную проволочную сетку, предотвращающую образование усадочных трещин в бетоне. У плиты, содержащей волокно Фибрин, прочность к изгибу на 2% выше. В определенной дозировке волокно заменяет вторичное армирование и обеспечивает пластичность бетона, но не заменяет конструктивную стальную арматуру. Фибрин применяется практически во всех типах цементных растворов. Такие бетонные растворы применяются в строительстве морских сооружений, в декоративных бетонах, при производстве камня для мощения и прочее.
    Как пример, можно остановиться на полипропиленовых волокнах Fiber-Ad III, специально спроектированных для защиты бетона от раннего образования трещин при высыхании, усадке, термическом расширении. При добавлении к бетонной смеси во время перемешивания они упрочняют бетон в трех направлениях. Каждое волокно защищает от образования микротрещин, которые могут образоваться, если прочность бетона на растяжение небольшая. Fiber-Ad III используется в промышленных покрытиях, сборном бетоне, подпорных стенках, тоннелях, водопроводах, покрытиях мостов и различных системах для ремонта бетона. Эти волокна отвечают всем стандартам, химически инертные и не вступают в реакцию с ингредиентами бетона, химическими добавками и покрытиями на поверхности бетона. Они не адсорбируют воду, не токсичны, не гниют, не подвержены коррозии.

    Песчаный бетон

    Большая часть европейской территории РФ либо вообще не имеет месторождений крупного заполнителя, либо эти месторождения осадочных пород ограничены. Добыча камня и переработка его на щебень требуют больших затрат электроэнергии и рабочей силы. Существенен и экологический аспект проблемы использования щебня. Гораздо проще обеспечить стройки и заводы сборного железобетона песком, который обыкновенно является местным строительным материалом. Песчаный бетон, как правило, обладает более высокими физико-механическими характеристиками в границах марки и большей долговечностью по сравнению с бетоном на крупном заполнителе. Это позволяет снизить материалоемкость конструкций и повысить их эксплуатационную надежность. Возможно также использование технологических приемов, неприемлемых для крупнозернистых бетонов. В тех районах, где щебень привозной, стоимость изделий из песчаного бетона может быть ниже на 25-100%. Два основных направления изготовления конструкций из песчаного бетона получили наибольшее распространение в практике заводов сборного железобетона: вибропрессование - для мелкоштучных, преимущественно неармированных изделий и формование с помощью стандартных либо специальных виброплощадок для крупноразмерных железобетонных конструкций. Суммарная мощность этих линий в РФ превышает 300 тыс. м3 изделий в год. Существующие технологии и оборудование для производства мелкоштучных изделий позволяют применять сверхжесткие цементно-песчаные смеси, уплотняемые методом объемного вибропрессования, что обеспечивает их высокую долговечность. Разработана система малоэтажного строительства из мелкоштучных изделий, основная номенклатура которых включает: блоки фундаментов, наружных стен (термоблоки), перегородок, перекрытий; изделия для кровли (черепицу), а также балки перекрытий, перемычки, ступени. При их изготовлении в качестве базового производства используется технология вибропрессования, а в качестве заполнителя - песок. Особенностью вибропрессования является не только изготовление изделий без форм, но и возможность использования карьерных (речных) песков, в том числе мелких и загрязненных, без предварительной их переработки - мойки, фракционирования, сушки.
    Песок - единственный заполнитель в песчаном бетоне, наиболее дешевый и повсеместно распространенный строительный материал, стоимость которого для большинства регионов России в 2-3 раза ниже стоимости щебня твердых пород и в 6-8 раз ниже стоимости керамзитового гравия. Как считают специалисты, применение песчаного бетона в качестве базового материала для всех изделий в здании, использование вибропрессования как базовой технологии, отсутствие арматуры в подавляющем большинстве изделий и необходимости в наружной отделке - все это делает предлагаемую систему строительства наиболее дешевой в известной отечественной и зарубежной практике.
    Стоимость 1 м2 здания (без работ по внутренней отделке и коммуникациям) составляет $100-120, что значительно ниже, чем предлагается отечественными и зарубежными производителями. Разработан новый класс песчаных бетонов - конструкционные бетоны.
    Практика применения песчаного бетона позволила определить, как основные, следующие области применения материала в промышленности сборного железобетона: дорожное строительство, конструкции, работающие преимущественно на сжатие (блоки, колонны), конструкции, предельное состояние которых определяется возникновением или раскрытием трещин (трубы), конструкции, связанные с работой в агрессивных средах.

  • Источник >>> Промышленное строительство № 59 март 2002

  • Дата: Вторник, 25 Июль 2006 |  Прочитана: 8397 раз

    Комментарии (0)

     

    Оставить комментарий:
    img Обновить картинку
     



    Облако тегов
    Наш опрос
    Какой тип пенообразователя вы используете?
    Какой тип пенообразователя вы используете?

    Всего голосов: 739

    Результат опроса

    Рекомендуем
    • http://kontur.ua/ - добавки в бетон, пластификаторы, фибра