Основные принципы создания высокопрочных и особо высокопрочных бетонов. Особо высокопрочные бетоны


Значение терминов «высокопрочный», «особо высокопрочный», «суперпрочный» бетон постоянно менялось

Значение терминов «высокопрочный», «особо высокопрочный», «суперпрочный» бетон постоянно менялось. В практике строительства зданий и сооружений из железобетона в России максимальная прочность использованного высокопрочного бетона, по нашим данным, не превышала марки М1000.

В практике строительства из железобетона в США, Японии, Канады, Норвегии, Германии используются бетоны с прочностью 120–140 МПа. В лабораториях этих стран разработаны щебеночные и бесщебеночные тонкозернистые реакционно-порошковые бетоны из самоуплотняющихся смесей с прочностью 150–250 МПа. Перспективы использования таких бетонов с чрезвычайно высокой прочностью на растяжение и трещиностойкостью, которая обеспечиваются во всем объеме конструкций за счет использования тонкой и короткой арматуры (геометрический фактор L/d = 30–60), будут постоянно расширяться. Хотя стоимость таких бетонов в 1,5–1,8 раза выше бетонов классов В30–50, однако снижение объема бетона в конструкциях в 4–6 раз позволяет экономить расход всех составляющих бетона в 2–3 раза.

Помимо этого, во столько же раз снижаются транспортные расходы, значительно снижается масса зданий и сооружений.

В России особо высокопрочные бетоны пока не востребованы. Нет условий для их получения хотя есть высокопрочные горные породы, микрокремнезем и эффективные отечественные и зарубежные супер- и гиперпластификаторы. Горнодобывающая промышленность не поставляет мытые высокопрочные заполнители фракции 3–10 или 3–12 мм и обогащенные пески. Не освоено производство каменной муки с удельной поверхностью 300–350 м2/кг. Бетоносмесительные цеха не имеют достаточного количества расходных бункеров и не оборудованы высокоскоростными смесительными агрегатами.

В теории отсутствует принципы подбора самоуплотняющихся бетонных смесей с раплывом конуса 55–60 см для получения особо высокопрочных фибробетонов. Не изучены необходимые реотехнологические свойства бетонных смесей.

Предложенная ранее [2, 3] классификация реологических матриц для высокоподвижных и литых бетонных смесей, отличающихся различными масштабными уровнями и обеспечивающих минимальное предельное напряжение сдвига, позволяет сформулировать основные принципы создания высокопрочных (ВПБ) и особо высокопрочных (ОВПБ) бетонов с супер- и гиперпластификаторами, с каменной мукой и реакционноактивными добавками. Оптимальное соотношение компонентов в реологических матрицах бетонных смесей для бетонов общего назначения с каменной мукой с небольшими расходами портландцемента также приводит к существенному повышению прочности [4].

Введение в бетонную смесь супер- и гиперпластификаторов и реакционноактивных пуццолановых добавок микрокремнезема (МК) и микрометакаолина (ММК) — условие необходимое, но недостаточное для создания ВПБ и ОВПБ с прочностью 150–200 МПа. Используя суперразжижители в бетонах традиционных составов, обеспечивающих заполнение каркаса бетона максимальным количеством щебня, можно увеличить прочность бетона в «тощих» составах на 10–15 %, а в «жирных» — на 25–40 %. Добавляя МК или ММК, можно связать до 20 % гидролизной извести из алита и белита и повысить прочность бетона на 20–50 %. В итоге общее увеличение прочности может быть полуторо-двукратным. Используя для бетона М500 экономичный состав с соотношением компонентов Ц:П:Щ = 1:1,5:2 при расходе цемента 500 кг с маркой его М550, можно при В/Ц=0,38 получить марку бетона 500. При введении суперпластификатора и снижении расхода воды до 20–25 % можно повысить прочность до 65–75 МПа. При введении МК в количестве 15–20% от массы портландцемента можно из самоуплотняющихся бетонных смесей достигнуть прочности бетона 80–100 МПа. Такое значение прочности является предельным для традиционных составов бетона. При этом концентрация твердой фазы, вычисляемая как отношение суммы объемов цемента, песка и щебня к 1 м3 бетона, будет очень высокой и составит 85–89 % при водотвердом отношении бетонной смеси 0,072–0,090.

В статье [5] приводятся результаты испытания высокопрочного бетона, изготовленного с использованием ВНВ-100 активностью 92 МПа, мытого гранитного щебня, крупного песка и МК. Бетон имел к 28 сут. нормального твердения прочность при сжатии всего 86 МПа. Это является доказательством того, что дальнейшее повышение прочности невозможно без кардинального изменения состава и топологической структуры бетона. Новая рецептура и структура высокопрочных бетонов должна увеличить объем реологической водно-дисперсной матрицы (Vдп) первого рода, состоящей из цемента, добавки МК и воды. Эта более объемная матрица должна обеспечить свободное перемещение частиц песка в водно-дисперсной системе.

Повышение коэффициента раздвижки зерен песка можно осуществить за счет добавления воды. Но это приводит к расслаиванию бетонной смеси и снижению прочности бетона.

В бетонах нового поколения объем реологической матрицы необходимо увеличивать добавлением к цементу не только МК, но и дисперсных частиц каменной муки микрометрического масштабного уровня. При этом замена цемента каменной мукой, как правило, не в состоянии значительно увеличить объем дисперсной реологической матрицы, если истинная плотность горной породы незначительно уступает плотности портландцемента. Объем дисперсной матрицы может быть еще меньше, если замещающая некоторую долю цемента каменная мука, будучи более реологически активной в суспензии с суперпластификатором, чем цементная суспензия, снизит количество воды. В этом случае мука, обеспечивая более высокую гравитационную растекаемость при минимуме содержания воды, чем цементная суспензия, еще более понизит содержание водно-дисперсной системы за счет сокращения объема воды. При значительном добавлении к цементу мука позволит существенно увеличить объем водно-дисперсной матрицы с высоким водоредуцирующим индексом (ВИ). ВИ большинства портландцементов в суспензиях составляет 1,6–2,0 и редко выше. Некоторые виды карбонатных и силицитовых каменных пород имеют ВИ = 2–4, а отдельные оксиды — до 4–6. Смеси цемента с некоторыми видами каменной муки обладают синергетическим действием (соразжижением), и их суспензии обеспечивают реологический индекс 2–3, то есть двух-трехкратное уменьшение количества воды при сохранении текучести с предельным напряжением сдвига 5–10 Па.

Второй важный для обеспечения «высокой» реологии бетонных смесей для высокопрочных бетонов фактор — увеличение подвижности за счет увеличения объема цементно-водно-песчаной реологической матрицы второго уровня. Она должна обеспечить свободное перемещение зерен щебня в цементно-песчаной (растворной) смеси, то есть необходима существенная раздвижка зерен щебня.

При расчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональной реологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицами песка и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня. В формулах расчета состава бетона это учитывается коэффициентом раздвижки зерен щебня , который варьирует от 1,1 до 1,5. Сделать коэффициент раздвижки выше 1,5 можно за счет увеличения доли песка или объема цементного теста. В первом случае бетон становится «запесоченным», с пониженной прочностью. Во втором — бетон становится более дорогим из-за значительного снижения доли щебня, увеличения содержания цемента.

Для высокопрочных бетонов повышение количества цемента на 10–20 % свыше 500 кг/м3 является неизбежным. Соответственно, необходимо увеличить долю каменной муки, а также МК или ММК, чтобы уменьшить содержание щебня и песка.

Таким образом, топологическая структура высокопрочных и особо высокопрочных бетонов принципиально должна отличаться от структуры бетонов общего назначения марок 300–600, имеющих компактную упаковку зерен песка в цементом тесте и зерен щебня в цементно-песчаном растворе. В этой структуре принцип непрерывной гранулометрии щебня, «незыблемый» для традиционных бетонов, не является обязательным. Иными словами, бетон должен быть с «плавающей» структурой песка и щебня, то есть малопесчаным и малощебеночным.

Введем в качестве критериальных параметров такой структуры критерий избытка абсолютного объемов реологической дисперсной матрицы над абсолютным объемом песка и критерий избытка объема реологической цементно-дисперсно-песчаной матрицы над объемом щебня:

, (1)

, (2)

где — абсолютные объемы цемента, каменной муки, МК, песка, щебня и воды соответственно.

Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуре обычных и высокопрочных бетонов представлены на рис. 1.

Рис. 1. Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуре обычного (а) и высокопрочного (б) бетонов

Проведенными исследованиями установлено, что если в обычных бетонах варьируется от 1,2 до 1,6, — от 1,15 до 1,5, то для ВПБ и ОВПБ изменяется от 3,0 до 3,5, а — от 2,2 до 2,5. В отдельных высокопрочных бетонах значения этих критериев могут быть еще больше: =3,5–3,9, =3,0–3,5.

В табл. 1 представлены расчеты критериев и для ВПБ, ОВПБ и бетонов общего назначения. Составы дисперсно-армированных ВПБ (составы 1–3), изготовленных из бетонной смеси с использованием кварцевой муки и МК с осадкой большого конуса (немецкий стандарт) 55–60 мм и прочностные показатели бетонов взяты из статьи [6]. Состав бетона повышенной прочности (состав 4), изготовленного из бетонной смеси на ВНВ-100 (содержание СП не указывается) с 10 % МК от массы цемента, взяты из статьи [5].

№ состава Расход материалов на 1 м3, кг/л В/Ц В/Ц+Д  бетонной смеси, кг/м3 (без

фибры)

Объемы матриц, л Rсж, МПа, НУ Rсж, МПа,ТО
Ц П Щ Добавка (Д) Ф В СП
МК КМ* ** **
1 630***

203

433

166,5

867

289

158***

60,8

197

82,2

192

24,6

151

151

8,0 0,24 0,153 2449 3,04 2,33 155-172 182–184
2 580***

188

354

136

711

237

177

73,7

325

125

194

24,9

163

163

9,2 0,28 0,150 2383 527 663,7 3,9 3,53 191–202
3 722***

233

425

163

850

283

181

69,6

118

49

192

24,6

157

157

8,0 0,22 0,154 2430 509 672 3,12 2,37 192–210
4 569****

183

617

233

901

334

57

24

194

194

ВНВ 0,34 0,31 2338 301 634 1,72 1,90 86,0
5 500•

161

620

234

1132

419

180

180

4,0 0,36 341 575 1,46 1,37 69,5
6 450•

145

616

232

1140

422

50•

22

180

180

5,2 0,40 0,36 347 579 1,49 1,37 73,4
7 400

129

600

230

1150

426

200

200

0,50 2350 329 559 1,43 1,31 32,0
8 400

129

692

266

1134

420

168

168

4,0 0,40 2394 303 569 1,14 1,35 38,0
Таблица 1. Сравнение составов высокопрочных и обычных бетонов и анализ реологических матриц

Примечания:

1. Составы бетона с метакаолином приведены в [1].

2. Расчет критериев и выполнен по формулам 1 и 2.

3. Составы 1–3 и их прочностные показатели приведены в [6].

4. Состав 4 и его значение прочности приведены в [5].

Бетон общего назначения (составы 7, 8) без и с СП, с увеличением расхода песка на 10 % и без уменьшения расхода щебня на 10%, с уменьшенным расходом воды, в соответствие с ранними рекомендациями НИИЖБ (для уменьшения расслаиваемости), изготовлены нами.

Как следует из таблицы, все ВПБ [6] имеют высокие значения и за счет значительного добавления МК и каменной муки (КМ).

В бетонах, изготовленных только с дисперсной добавкой МК [5] объемы реологических матриц при солидном расходе цемента хоть и увеличились в 1,7–1,9 раз по сравнению с бетонами общего назначения, но существенно ниже, чем должны быть в структуре супербетонов. Таким образом, цемент низкой водопотребности, который обычно обеспечивает в суспензии высокий ВИ (по нашим исследованиям, 2,1–2,5), не в состоянии сделать бетон высокопрочным. Поэтому для достижения высокой прочности бетона на ВНВ его необходимо также использовать с добавкой каменной муки для создания рациональной топологической структуры бетона, а не только обеспечить высокий разжижающий эффект СП в ВНВ. Разжижающая способность суперпластификатора в ВНВ высокая, а объема дисперсной фазы для обеспечения свободного перемещения частиц песка и зерен щебня в достаточном количестве не имеется. Для бетонов высокой прочности более эффективны не ВНВ-100, а ВНВ-60–70, содержание которых в бетоне должна быть 900–1000 кг на 1 м3 бетона.

В статье [1] приведены составы бетонов, один из которых изготовлен с СП (состав 5), а другой с СП и метакаолином (состав 6), замещающим 10 % цемента. Как следует из таблицы, замена портландцемента метакаолином позволила повысить прочность бетона лишь на 6 % по сравнению с контрольным. Критерии и практически остались на том же уровне, что и в обычном бетоне без СП с прочностью 32 МПа.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

1. Кардинальное повышение прочности бетонов с суперпластификаторами от марки 1000 до марки 1500–2000 при активности цемента 500–550 достигается рационально подобранным составом и многокомпонентностью бетона, а также за счет рациональной реологии и дополнительного синтеза гидросиликатов в капиллярно-пористой структуре цементного камня.

2. Улучшение реологии путем существенного разжижения цементно-водной матрицы обеспечивается использованием эффективных супер- и гиперпластификаторов и значительным водопонижением в бетонных смесях.

3. Использование эффективных супер- и гиперпластификаторов для повышения прочности бетонов рационных составов, содержащих 400–500 кг цемента, является условием необходимым, но недостаточным вследствие ограниченного содержания цементно-водной матрицы, определяющей реологию гравитационного течения щебеночных бетонных смесей.

4. Увеличение объема цементно-водной матрицы, а вместе с ней и прочности, можно достигнуть повышением содержания цемента до 800–1000 кг на 1 м3 бетона. Однако такие бетоны с пониженным содержанием крупного заполнителя являются сильно усадочными, нетрещиностойкими и недолговечными. Они обладают повышенной ползучестью.

5. Для увеличения объема тонкодисперсной реологической матрицы в бетонных смесях необходимо добавлять к цементу значительное количество каменной муки, повышая ее долю до 50–70 % и более к массе цемента. Такая матрица, кардинально меняющая состав и топологическую структуру бетона, превращая бетон в малопесчаный, обеспечит свободное перемещение частиц песка в минерально-водно-цементной системе.

6. Не всякая каменная мука может быть использована для увеличения объема реологической матрицы из дисперсных частиц микрометрического уровня. Каменная мука должна быть реологически активной в суспензии с суперпластификатором и обеспечивать более высокую гравитационную растекаемость (текучесть под действием собственного веса), чем цементная суспензия. Реологические свойства такой суспензии должны обеспечивать высокий водоредуцирующий индекс при водопонижении с сохранением текучести.

7. Водоредуцирующий индекс (ВИ) в пластифицированной суспензии каменной муки, оцениваемый при равной текучести с непластифицированной, равный ВИ=Вн/Вп, где Вн и Вп — водосодержание муки без СП и с СП в % к массе муки, должен быть не менее 2,0–2,2. Уменьшение расхода воды в большее число раз является гарантией достижения высокой объемной концентрации твердой фазы в объеме саморастекающейся бетонной смеси.

8. Высокая реологическая активность каменной муки должна обеспечивать высокую (более высокую) активность смеси «цемент — мука» в их суспензии с суперпластификатором. При этом возможно как синергетическое усиление эффекта действия суперпластификаторов, так и антагонистическое, приводящее к водосодержанию более высокому, чем по правилу аддитивности. При выборе каменной муки предпочтение отдается той, которая хорошо сочетается в паре с портландцементом, обеспечивая гравитационное течение в бинарной водно-минеральной дисперсии с минимальным количеством воды (14–18 %) и наименьшим пределом текучести (5–10 МПа).

9. Реализация более высокой прочности за счет синтеза дополнительного количества гидросиликатов в структуре бетона достигается добавками активного МК, ММК или кислой золы мультициклонов (с минимальным количеством несгоревших остатков), доля которых составляет 10–30 % и зависит от содержания портландцемента.

10. Высокодисперсные активные добавки не должны иметь открытой пористости в отличие от природных капиллярно-пористых пуццолановых добавок (трепел, опока, диатомит и т. п.). При такой микроструктуре они усиливают реологическую активность минерально-водно-цементной матрицы за счет размещения частиц нанометрического масштабного уровня (100–1000 нм) во вмещающих пустотах портландцемента и муки микрометрического масштабного уровня. Такое взаимосочетание размеров определяет принцип оптимальной гранулометрии портландцементно-минерально-микрокремнеземистой порошковой смеси и усиливают взвешивающую способность матрицы для частиц песка, исключающей расслоение.

11. Увеличение количества портландцемента для высокопрочных бетонов на 20–30 %, по сравнению с общепринятыми расходами 500–600 кг для марок 400–500 неизбежно. В связи с этим при расходах цемента 600–700 кг, каменной муки 300–500 кг и микрокремнезема 100–200 кг на 1 м3 бетонной смеси общая масса минерально-портландцементного порошка составит 1000–1100 кг, а песка и щебня — 1200–1300 кг. Таким образом, ВПБ и ОВПБ всегда должны быть малопесчаными и малощебеночными, то есть с «плавающей» структурой песка в дисперсной матрице и щебня в зернисто-дисперсной матрице.

12. Структура и топология ВПБ и ОВПБ отличается от структуры обычного бетона превращением доли зернисто-щебеночной компоненты обычных бетонов в дисперсную компоненту ВПБ и ОВПБ. Такое изменение структуры состава бетонной смеси обеспечивает не только значительное снижение сопротивления свободному перемещению частиц песка и щебня в реологических матрицах с различными масштабными уровнями, но и высокую плотность дисперсной матрицы с незначительными усадочными деформациями и ползучестью под нагрузкой.

13. Важными критериями состава структуры и топологии бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ являются критерии избытка абсолютного объема реологической дисперсной матрицы над объемом песка и избытка — абсолютного объема реологической цементно-минерально-песчанной матрицы над объемом щебня . При этом должен находится в пределах 3,0–3,5 , а — 2,3–2,5. В бетонах высокой прочности с содержанием МК до 30–35 %, подвергаемых продолжительной тепловой обработке, может повышаться до 3,8–4,0, — до 3,0–3,5.

14. Каменная мука для изготовления ВПБ и ОВПБ должна изготавливаться из прочных и плотных горных пород для исключения капиллярного поглощения раствора СП и обезвоживания бетонной смеси в процессе ее приготовления и укладки.

15. Щебень для изготовления бетонов должен обладать высокой прочностью. Предпочтительна фракция щебня 3–10 или 3–12 мм с минимальным количеством лещадных и игловатых частиц.

16. Приготовление качественных бетонных смесей связано с правильно выбранной процедурой смешения компонентов и высокоинтенсивным перемешиванием компонентов. Для уменьшения энергии на перемешивание целесообразно использовать смесители с переменной скоростью вращения и специальных лопастей малого диаметра. Для микрооднородного смешивания компонентов бетонной смеси целесообразно использовать бетоносмесители немецкой формы «Eirich».

17. Саморастекающаяся и самоуплотняющаяся бетонная смесь для ВПБ и ОВПБ обладает после укладки и начального твердения высокой аутогенной усадкой, величина которой может достигать 0,8–1,0 мм/м и более. Причина ее связана не с испарением воды, а с повышенной химической контракцией и контракцией, связанной с более плотной адсорбцией молекул воды на частицах дисперсной фазы, содержание которой значительно выше, чем в обычных бетонах. Этот процесс определяет формирование высокой плотности и прочности.

18. В процессе интенсивного перемешивания бетонной смеси с суперпластификатором неизбежно вовлечение пузырьков воздуха. После укладки бетонной смеси воздушные пузырьки частично удаляются из объема под действием сил Архимеда. В связи с быстрым образованием в поверхности изделий, контактирующих с воздухом, плотного слоя необходимо покрывать изделие пленкой, препятствующей испарению воды и не мешающей удалению пузырьков воздуха.

19. Отформованные изделия из бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ в большей степени нуждаются в защите от обезвоживания в связи с малым содержанием воды.

20. Для получения пропаренных изделий с более высокой прочностью (200–250 МПа) долю МК можно увеличить до 30 % и использовать кварцевую муку. В этом случае могут быть использованы жесткие режимы тепловой обработки (до 90–95 °С) с большой продолжительностью изотермии (до 24–36 ч).

21. Высокая прочность на осевое сжатие ВПБ и ОВПБ (а вместе с ней и высокая хрупкость и непропорционально низкая прочность на осевое растяжение) открывает широкие возможности для дисперсного армирования таких бетонов короткой и тонкой высокопрочной арматурой при низких объемных степенях армирования. Это позволяет получать ВПБ и ОВПБ с прочностью на осевое растяжение 10–12 МПа и на растяжение при изгибе 20–40 МПа.

Литература:

1. Дворкин Л. И., Лушникова Н. В. Свойства высокопрочных бетонов с добавкой метакаолина // Химические и минеральные добавки в бетон. — Харьков: Колорит, 2005. — С. 78–83.

2. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 1. Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения // Технологии бетонов. — 2007. — № 5. — С. 8–10.

3. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 2. Виды реологических матриц в бетонной смеси, стратегия повышения прочности бетона нового поколения // Технологии бетонов. — 2007. — № 6. — С. 8–11.

4. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 3. От высокопрочных и особовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего // Технологии бетонов. — 2008. — № 1. — С. 22–26.

5. Фаликман В. Р., Калашников О. О. «Внутренний уход» за особовысокопрочными быстротвердеющими бетонами // Технологии бетонов. — 2006. — № 5. — С. 46–47.

6. Schmidt M. et al. Ultra-Hochfester Beton: Perspektive fur die Betonfertigteiling industrial // Betonwerk+Fertigtal-Technik. — 2003. — № 3. — S. 16–29.

Достарыңызбен бөлісу:

kzref.org

Особые виды бетона

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Высокопрочный бетон

Высокопрочный бетон классов по прочности на сжатие В 80, В115 (Ml000, Ml500) получают на основе высокопрочного порт­ландцемента, промытого песка и щебня[11].

Малоподвижные и жесткие смеси приготовляют с низкими В/Ц = 0,27-0,45 в бетоносмесителях принудительного действия (на­пример, турбинных). Для плотной укладки этих смесей при формо­вании изделий и конструкций используют интенсивное уплотнение: вибрирование с пригрузом, двойное вибрирование, сильное прессо­вание. Значительно облегчают уплотнение суперпластификаторы, не понижающие прочности бетона.

Высокопрочные бетоны являются, как правило, и быстротвер - деющими. Однако для ускоренного достижения отпускной прочно­сти бетона в изделиях обычно требуется тепловая обработка, которая может проводиться по сокращенному режиму. Новые особобыстрот - вердеющие цементы дают возможность обойтись без тепловой обра­ботки, так как бетон достигает нужной прочности в «естественных» условиях твердения при температуре 20-25 °С. Применение высоко­прочных бетонов взамен бетона М400 дает возможность уменьшить расход арматурной стали на 10-12% и сократить объем бетона на 10-30%.

Гидротехнический бетон предназначается для конструкций, находящихся в воде или периодически соприкасающихся с водой, поэтому он должен обладать свойствами, необходимыми для дли­тельной нормальной службы этих конструкций в данных климатиче­ских и эксплуатационных условиях.

Гидротехнический бетон должен иметь минимальную стоимость и удовлетворять требованиям по прочности, долговечности, водо­стойкости, водонепроницаемости, морозостойкости, тепловыделе­нию при твердении, усадке и трещиностойкости. Противоречивые на первый взгляд требования высокого качества и низкой стоимости можно выполнить, если выделить наружную зону массивного со­оружения, подвергающуюся непосредственному влиянию среды, и внутреннюю зону.

Бетон наружной зоны в зависимости от расположения в соору­жении по отношению к уровню воды делят на бетон подводный (на­ходящийся постоянно в воде), переменного уровня воды и надвод­ный, находящийся выше уровня воды.

В самых суровых условиях находится бетон, расположенный в области переменного уровня воды. Он многократно замерзает и от­таивает, находясь все время во влажном состоянии. Это же относит­ся к бетону водосливной грани плотин, морских сооружений (прича­лов, пирсов, молов и т. д.), градирен, служащих для охлаждения обо­ротной воды на тепловых электростанциях, предприятиях металлур­гической и химической промышленности. Этот бетон должен обла­дать высокой плотностью и морозостойкостью. Правильный выбор цемента, применение морозостойких заполнителей, подбор состава плотного бетона и тщательное производство бетонных работ обеспе­чивают получение долговечного бетона.

10 Строительные материалы

Бетон внутренней зоны массивных конструкций защищен на­ружным бетоном от непосредственного воздействия среды. Главное требование к этому бетону — минимальная величина тепловыделе­ния при твердении, так как неравномерный разогрев массива может вызвать образование трещин. Малое тепловыделение имеет шлако­портландцемент, поэтому его и применяют для внутримассивного бетона наряду с пуццолановым портландцементом; эти цементы экономичнее портландцемента и к тому же хорошо противостоят выщелачиванию Са(ОН)2. Требования к физико-механическим свой­ствам бетона внутренней зоны не столь высоки: марки по прочности Ml00, Ml50, по водонепроницаемости W2, W4.

Марку бетона по водонепроницаемости назначают в зависимо­сти от напорного градиента, равного отношению максимального на­пора к толщине конструкций или к толщине бетона наружной зоны конструкции (при наличии зональной разрезки):

Напорный градиент

до 5

5-10

10-12

12 и более

Марка бетона по во­донепроницаемости

W4

W6

W8

W12

Для конструкций с напорным градиентом более 12 на основании опытов могут назначаться марки по водонепроницаемости выше W12.

Стойкость бетона к воздействиям среды определяется комплек­сом его свойств: морозостойкостью, малым водопоглощением, не­большими деформациями усадки.

Марку бетона по морозостойкости назначают в зависимости от климатических условий и числа расчетных циклов попеременного замораживания и оттаивания в течение года. Установлены следую­щие марки гидротехнического бетона по морозостойкости: F100, F150, F200, F300, F400, F500.

Водопоглощение гидротехнического бетона характеризуется ве­личиной капиллярного всасывания при погружении в воду образцов 28-суточного возраста, высушенных до постоянной массы при тем­пературе 105 °С. Водопоглощение бетона зоны переменного уровня воды не должно превышать 5% (от массы высушенных образцов), для бетонов других зон — не более 7%.

Линейная усадка бетона при относительной влажности воздуха 60% и температуре 18 °С в возрасте 28 сут не должна превышать 0,3 мм/м, в возрасте 180 сут — 0,7 мм/м. Предельно допустимые ве­личины набухания установлены: в возрасте 28 сут — 0,1 мм/м, 180 сут — 0,3 мм/м (по сравнению с высушенными до постоянной массы при 60 °С эталонными образцами).

Дорожный бетон

Дорожный бетон предназначен для оснований и покрытий ав­томобильных дорог и аэродромов. Покрытие работает на изгиб как плита на упругом основании, поэтому основной прочностной характе­ристикой бетона является проектная марка на растяжение при изгибе.

Крупный заполнитель (щебень, гравий, щебень из шлака) обяза­тельно проверяют на износостойкость в полочном барабане: она нормируется в соответствии с назначением бетона.

Бетон дорожных покрытий подвергается совместному действию воды и мороза при одновременном влиянии солей, использующихся для предотвращения обледенения и облегчения очистки дорог от льда. Поэтому бетон однослойных покрытий и верхнего слоя двухслойных покрытий должен иметь необходимую морозостойкость: в суровом климате — не ниже 200; в умеренном — 150; в мягком — 100.

Чтобы получить морозостойкий бетон, применяют портландце­мент М500 с содержанием трехкальциевого алюмината не более 10%, гидрофобный и пластифицированный портландцементы, а В/Ц бетона ограничивают пределом 0,5-0,55. Бетон оснований дорожных покрытий изготовляют на портландцементе М300 и М400 и шлако­портландцементе. Начало схватывания цемента должно быть не ра­нее 2 ч, поскольку дорожный бетон нередко приходится перевозить на большие расстояния.

Для декоративных целей при устройстве пешеходных перехо­дов, разделительных полос на дорожных покрытиях, парковых до­рожек, а также изготовлении элементов городского благоустройства используют цветные бетоны. Такие бетоны получают при введении в бетонную смесь щелоче - и светостойких пигментов в количестве

8.. . 10% от массы цемента (охра, мумия, сурик и др.) или примене­нии цветных цементов. В отдельных случаях используют заполните­ли, обладающие необходимым цветом, например туфы, красные кварциты, мрамор и другие окрашенные горные породы.

Жаростойкий бетон

Жаростойкий бетон предназначается для промышленных агре­гатов (облицовки котлов, футеровки печей и т. п.) и строительных конструкций, подверженных нагреванию (например, для дымовых труб). При действии высокой температуры на цементный камень происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидро­ксида кальция с образованием СаО. Оксид кальция при воздействии влаги гидратируется с увеличением объема и вызывает растрескива­ние бетона. Поэтому в жаростойкий бетон на портландцементе вво­дят тонко измельченные материалы, содержащие активный кремне­зем Si02, который реагирует с СаО при температуре 700-900 °С и в результате химических реакций, протекающих в твердом состоянии, связывает оксид кальция.

Жаростойкий бетон изготовляют на портландцементе с активной минеральной добавкой (пемзы, золы, доменного гранулированного шлака, шамота). Шлакопортландцемент уже содержит добавку до­менного гранулированного шлака и может успешно применяться при температурах до 700 °С. Портландцемент и шлакопортландцемент нельзя применять для жаростойкого бетона, подвергающегося ки­слой коррозии (например, действию сернистого ангидрида в дымо­вых трубах). В этом случае следует применить бетон на жидком стекле. Он хорошо противостоит кислотной коррозии и сохраняет свою прочность при нагреве до 1000 °С.

Глиноземистый цемент можно применять без тонкомолотой до­бавки, поскольку при его твердении не образуется гидроксид каль­ция. Еще большей огнеупорностью (не ниже 1580 °С) обладает вы­сокоглиноземистый цемент с содержанием глинозема 65-80%; в со­четании с высокоогнеупорным заполнителем его применяют при температурах до 1700 °С.

Столь же высокой огнеупорности позволяют достигнуть фос­фатные и алюмофосфатные связующие: фосфорная кислота Н3РО4, алюмофосфаты А1(Н2Р04)3 и магнийфосфаты Mg(h3P04)2. Жаро­стойкие бетоны на фосфатных связующих можно применять при температурах до 1700 °С, они имеют небольшую огневую усадку, термически стойки, хорошо сопротивляются истиранию.

Заполнитель для жаростойкого бетона должен быть не только стойким при высоких температурах, но и обладать равномерным температурным расширением.

Бескварцевые изверженные горные породы, как плотные (сие­нит, диорит, диабаз, габбро), так и пористые (пемза, вулканические туфы, пеплы), можно использовать для жаростойкого бетона, при­меняемого при температурах до 700°С.

Для бетона, работающего при температурах 700-900°С, целесо­образно применять бой обычного глиняного кирпича и доменные отвальные шлаки с модулем основности не более 1, не подвержен­ные распаду.

При более высоких температурах заполнителем служат огне­упорные материалы, кусковой шамот, хромитовая руда, бой шамот­ных, хроммагнезитовых и других огнеупорных изделий.

Легкий жаростойкий бетон на пористом заполнителе имеет плотность менее 2100 кг/м3, его теплопроводность в 1,5-2 раза меньше, чем у тяжелого бетона. Применяют пористые заполнители, выдерживающие действие высоких температур (700-1000 °С): ке­рамзит, вспученный перлит, вермикулит, вулканический туф.

Ячеистый жаростойкий бетон отличается небольшой массой (500-1200 кг/м3) и малой теплопроводностью.

Сборные элементы и монолитные конструкции из жаростойкого бетона широко применяют в различных отраслях промышленности: энергетической, черной и цветной металлургии, в химической и нефтеперерабатывающей, в производстве строительных материалов; используют взамен полукислых и шамотных изделий, предназначен­ных для температур 800-1400 °С, а также вместо высокоогнеупор­ных изделий при температуре выше 1400 °С.

Кислотоупорный бетон

Вяжущим для кислотоупорного бетона является жидкое стекло с полимерной добавкой. Для повышения плотности бетона вводят наполнители: кислотостойкие минеральные порошки, получаемые измельчением чистого кварцевого песка, андезита, базальта, диабаза и т. п. В качестве отвердителя используют кремнефтористый натрий (Na2SiF6), а в качестве заполнителя — кварцевый песок, щебень из гранита, кварцита, андезита и других стойких пород. После укладки с вибрированием бетон выдерживает не менее 10 сут на воздухе (без поливки) при 15-20 °С. После отвердевания рекомендуется поверх­ность бетона «окислить», т. е. смочить раствором серной или соляной кислот. Кислотоупорный бетон хорошо выдерживает действие кон­центрированных кислот; вода разрушает его за 5-10 лет, щелочные растворы разрушают быстрее. Кислотоупорный бетон применяют в качестве защитных слоев (футеровок) по железобетону и металлу.

Бетон для защиты от радиоактивного воздействия

Бетоны, применяемые для защиты от радиоактивных воздей­ствий, должны иметь возможно большую плотность бетона и опре­деленное содержание водорода — обычно в виде воды, связанной с вяжущим.

Вяжущим служит портландцемент или шлакопортландцемент, который выделяет при гидратации немного тепла и поэтому хорошо зарекомендовал себя в массивных защитных конструкциях.

В качестве заполнителей используют тяжелые природные или искусственные материалы. Для особо тяжелого бетона применяют в качестве заполнителя близкие по своим свойствам железные руды — магнетит (Fe304) и гематит (Fe203) с содержанием железа не менее 60%. Бурый железняк (лимонит) Fc203 nh30 позволяет значительно

293

повысить содержание связанной воды в гидратном бетоне. Барито­вые руды (или барит), содержащие около 80% сульфата бария (BaS04), применяют как мелкий и крупный заполнитель.

Металлический крупный заполнитель получают из отходов ме­таллообрабатывающих заводов, мелким заполнителем служит квар­цевый или лимонитовый песок, а также чугунная дробь. Свинцовая дробь дорогая, и ее применяют при малой толщине защиты, для за­делки отверстий в конструкциях, когда требуется бетон с повышен­ными защитными свойствами. Плотность бетона на металлическом заполнителе достигает 6000 кг/м3.

Бетон должен иметь заданную марку по прочности и относи­тельно низкий модуль упругости, что позволяет снизить величину растягивающих напряжений во внешней зоне защиты, вызываемых односторонним нагревом. Кроме того, бетон, расположенный у ак­тивного корпуса реактора, должен обладать достаточной стойкостью к воздействию излучений, быть огнестойким и жаростойким даже при температурах, возможных при аварийном режиме реактора. Для массивных конструкций желательны меньшая теплота гидратации цемента и минимальная усадка бетона (для предотвращения темпе­ратурных и усадочных трещин), а также небольшая величина коэф­фициента температурного расширения.

Механические свойства особо тяжелых магнетитового, гемати­тового, лимонитового и баритового бетонов близки. Особо тяжелый бетон имеет марки по прочности М100, М200 и М300, при этом мар­ки на осевое растяжение составляют 10, 20.

В качестве дополнительной характеристики бетона, которую учитывают в расчете толщины защиты, подбирают количество свя­занной воды исходя из того, что она связывается цементом или вхо­дит в состав заполнителя (лимонита, серпентина).

Мелкозернистый бетон

Мелкозернистый бетон не содержит крупного заполнителя. Его применяют при изготовлении тонкостенных, в том числе армоце - ментных конструкций. Свойства мелкозернистого бетона характери­зуются теми же факторами, что и обычный бетон. Однако из-за от­сутствия крупного заполнителя увеличивается водопотребность бе­тонной смеси и, чтобы получить равнопрочный бетон и равнопо­движную бетонную смесь, расход цемента увеличивают на 20-40% по сравнению с обычным бетоном. Снижение расхода цемента воз-

294

можно за счет применения высокопрочного песка, суперпластифика­тора, усиленного уплотнения.

Мелкозернистый бетон имеет повышенную прочность на изгиб, хорошую водонепроницаемость и морозостойкость. Повышение эф­фективности мелкозернистого бетона возможно за счет использова­ния отходов зол ТЭС и основных шлаков литейного производства. Мелкозернистый бетон широко применяется при изготовлении си­ликатных изделий автоклавного твердения.

Серный бетон

Серный бетон представляет собой смесь сухих заполнителей — щебня, песка, минеральной муки, нагретых до 140-150 °С, и рас­плавленного серного вяжущего при температуре перемешивания 145-155 °С. Использование серы в строительстве известно с середи­ны прошлого века: в виде растворов и мастик для заливки швов каменных кладок, для заделки металлических стоек перил лестничных маршей и заделки металлических связей каменных конструкций взамен расплавленного свинца.

Процесс получения серного бетона основан на свойстве серы изменять свою вязкость при различной температуре — при 119— 122 °С сера полностью переходит из кристаллического состояния в расплав. В качестве заполнителей используют кислотоупорный це­мент, андезитовую или кварцевую муку, кварцевый песок и другие кислотостойкие минеральные наполнители. Во многих странах сер­ный бетон применяют для изготовления свай, фундаментов, емко­стей, покрытий дорог и химостойких полов.

Одним из факторов, сдерживающих широкое внедрение серного бетона в нашей стране, является его стоимость, которая выше, при­мерно в 2 раза стоимости бетона на портландцементе. Однако имеет­ся много химических предприятий, располагающих отходами, со­держащими от 25 до 80% технической серы. Также большое количе­ство серосодержащих отходов образуется при добыче серы.

Использование серосодержащих отходов для серных бетонов, с одной стороны, позволит решить проблему сырья, а с другой — ох­раны окружающей среды.

Бетон на шлакощелочных вяжущих

Шлакощелочное вяжущее представляет собой гидравлическое вяжущее вещество, получаемое на основе шлаков черной или цвет­ной металлургии, домолотых совместно с высокомодульными до­бавками феррохромового шлака, белитовых шламов, высококаль­циевых зол-уноса ТЭС (или без них), затворенных растворами ще­лочных металлов натрия или калия, дающих в водных растворах ще­лочную реакцию (жидкое стекло). Применяют заполнители из гор­ных пород, а также техногенных твердых отходов. В отличие от це­ментного шлакощелочное вяжущее активно взаимодействует с ми­неральными заполнителями. По своим свойствам бетоны на шлако­щелочных вяжущих не уступают цементным, но имеют повышен­ную жаро - и химическую стойкость.

Бетон, упрочненный волокнами

Дисперсно-армированный бетон (фибробетон) представляет собой композиционный материал, упрочненный волокнами. В нем невысокая прочность на растяжение и пластичность матрицы (бето­на) сочетается с высокомодульным волокном, обладающим высокой прочностью на разрыв. Эффективность армирования короткими во­локнами зависит от ориентации волокон к действию растягивающих усилий и при перпендикулярной ориентации составляет 40-50%, а при объемно-произвольной — лишь около 20% по отношению к па­раллельной ориентации. Волокна препятствуют развитию усадочных трещин, повышают прочность сцепления стержневой арматуры с бетоном примерно на 40%.

Волокна должны быть стойкими в щелочной среде цементного раствора или бетона. В зависимости от конструкций применяют во­локна минеральные (стеклянные — из бесщелочного стекла, базаль­товые, кварцевые и др.), металлические (преимущественно из обыч­ной или нержавеющей стали), синтетические (пропиленовые, капро­новые и др.).

Вопросы для самоконтроля

1. Бетон как композиционный материал. Влияние вида заполни­теля на структуру и среднюю плотность бетона.

2. Связь реологических и технических свойств бетонной смеси; классификация смесей по показателям удобоукладываемости.

296

3. Применение пластификаторов для регулирования удобоукла - дываемос

msd.com.ua

Основные принципы создания высокопрочных и особо высокопрочных бетонов

Основные принципы создания высокопрочных и особо высокопрочных бетонов

Рассматривается технология производства высокопрочных (с прочностью 150–200 МПа) бетонов.

Значение терминов “высокопрочный”, “особо высокопрочный”, “суперпрочный” бетон постоянно менялось. В практике строительства зданий и сооружений из железобетона в России максимальная прочность использованного высокопрочного бетона, по нашим данным, не превышала марки М1000.

В практике строительства из железобетона в США, Японии, Канады, Норвегии, Германии используются бетоны с прочностью 120–140 МПа. В лабораториях этих стран разработаны щебеночные и бесщебеночные тонкозернистые реакционно-порошковые бетоны из самоуплотняющихся смесей с прочностью 150–250 МПа. Перспективы использования таких бетонов с чрезвычайно высокой прочностью на растяжение и трещиностойкостью, которая обеспечиваются во всем объеме конструкций за счет использования тонкой и короткой арматуры (геометрический фактор L/d = 30–60), будут постоянно расширяться. Хотя стоимость таких бетонов в 1,5–1,8 раза выше бетонов классов В30–50, однако снижение объема бетона в конструкциях в 4–6 раз позволяет экономить расход всех составляющих бетона в 2–3 раза.

Помимо этого, во столько же раз снижаются транспортные расходы, значительно снижается масса зданий и сооружений.

В России особо высокопрочные бетоны пока не востребованы. Нет условий для их получения хотя есть высокопрочные горные породы, микрокремнезем и эффективные отечественные и зарубежные супер- и гиперпластификаторы. Горнодобывающая промышленность не поставляет мытые высокопрочные заполнители фракции 3–10 или 3–12 мм и обогащенные пески. Не освоено производство каменной муки с удельной поверхностью 300–350 м2/кг. Бетоносмесительные цеха не имеют достаточного количества расходных бункеров и не оборудованы высокоскоростными смесительными агрегатами.

В теории отсутствует принципы подбора самоуплотняющихся бетонных смесей с расплывом конуса 55–60 см для получения особо высокопрочных фибробетонов. Не изучены необходимые реотехнологические свойства бетонных смесей.

Предложенная ранее [2, 3] классификация реологических матриц для высокоподвижных и литых бетонных смесей, отличающихся различными масштабными уровнями и обеспечивающих минимальное предельное напряжение сдвига, позволяет сформулировать основные принципы создания высокопрочных (ВПБ) и особо высокопрочных (ОВПБ) бетонов с супер- и гиперпластификаторами, с каменной мукой и реакционноактивными добавками. Оптимальное соотношение компонентов в реологических матрицах бетонных смесей для бетонов общего назначения с каменной мукой с небольшими расходами портландцемента также приводит к существенному повышению прочности [4].

Введение в бетонную смесь супер- и гиперпластификаторов и реакционноактивных пуццолановых добавок микрокремнезема (МК) и микрометакаолина (ММК) — условие необходимое, но недостаточное для создания ВПБ и ОВПБ с прочностью 150–200 МПа. Используя суперразжижители в бетонах традиционных составов, обеспечивающих заполнение каркаса бетона максимальным количеством щебня, можно увеличить прочность бетона в “тощих” составах на 10–15 %, а в “жирных” — на 25–40 %. Добавляя МК или ММК, можно связать до 20 % гидролизной извести из алита и белита и повысить прочность бетона на 20–50 %. В итоге общее увеличение прочности может быть полуторо-двукратным. Используя для бетона М500 экономичный состав с соотношением компонентов Ц:П:Щ = 1:1,5:2 при расходе цемента 500 кг с маркой его М550, можно при В/Ц=0,38 получить марку бетона 500. При введении суперпластификатора и снижении расхода воды до 20–25 % можно повысить прочность до 65–75 МПа. При введении МК в количестве 15–20% от массы портландцемента можно из самоуплотняющихся бетонных смесей достигнуть прочности бетона 80–100 МПа. Такое значение прочности является предельным для традиционных составов бетона. При этом концентрация твердой фазы, вычисляемая как отношение суммы объемов цемента, песка и щебня к 1 м3 бетона, будет очень высокой и составит 85–89 % при водотвердом отношении бетонной смеси 0,072–0,090.

В статье [5] приводятся результаты испытания высокопрочного бетона, изготовленного с использованием ВНВ-100 активностью 92 МПа, мытого гранитного щебня, крупного песка и МК. Бетон имел к 28 сут. нормального твердения прочность при сжатии всего 86 МПа. Это является доказательством того, что дальнейшее повышение прочности невозможно без кардинального изменения состава и топологической структуры бетона. Новая рецептура и структура высокопрочных бетонов должна увеличить объем реологической водно-дисперсной матрицы (Vдп) первого рода, состоящей из цемента, добавки МК и воды. Эта более объемная матрица должна обеспечить свободное перемещение частиц песка в водно-дисперсной системе.

Повышение коэффициента раздвижки зерен песка можно осуществить за счет добавления воды. Но это приводит к расслаиванию бетонной смеси и снижению прочности бетона.

В бетонах нового поколения объем реологической матрицы необходимо увеличивать добавлением к цементу не только МК, но и дисперсных частиц каменной муки микрометрического масштабного уровня. При этом замена цемента каменной мукой, как правило, не в состоянии значительно увеличить объем дисперсной реологической матрицы, если истинная плотность горной породы незначительно уступает плотности портландцемента. Объем дисперсной матрицы может быть еще меньше, если замещающая некоторую долю цемента каменная мука, будучи более реологически активной в суспензии с суперпластификатором, чем цементная суспензия, снизит количество воды. В этом случае мука, обеспечивая более высокую гравитационную растекаемость при минимуме содержания воды, чем цементная суспензия, еще более понизит содержание водно-дисперсной системы за счет сокращения объема воды. При значительном добавлении к цементу мука позволит существенно увеличить объем водно-дисперсной матрицы с высоким водоредуцирующим индексом (ВИ). ВИ большинства портландцементов в суспензиях составляет 1,6–2,0 и редко выше. Некоторые виды карбонатных и силицитовых каменных пород имеют ВИ = 2–4, а отдельные оксиды — до 4–6. Смеси цемента с некоторыми видами каменной муки обладают синергетическим действием (соразжижением), и их суспензии обеспечивают реологический индекс 2–3, то есть двух-трехкратное уменьшение количества воды при сохранении текучести с предельным напряжением сдвига 5–10 Па.

Второй важный для обеспечения “высокой” реологии бетонных смесей для высокопрочных бетонов фактор — увеличение подвижности за счет увеличения объема цементно-водно-песчаной реологической матрицы второго уровня. Она должна обеспечить свободное перемещение зерен щебня в цементно-песчаной (растворной) смеси, то есть необходима существенная раздвижка зерен щебня.

При расчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональной реологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицами песка и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня. В формулах расчета состава бетона это учитывается коэффициентом раздвижки зерен щебня α, который варьирует от 1,1 до 1,5. Сделать коэффициент раздвижки выше 1,5 можно за счет увеличения доли песка или объема цементного теста. В первом случае бетон становится “запесоченным”, с пониженной прочностью. Во втором — бетон становится более дорогим из-за значительного снижения доли щебня, увеличения содержания цемента.

при расчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональной реологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицами песка и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня

 

Для высокопрочных бетонов повышение количества цемента на 10–20 % свыше 500 кг/м3 является неизбежным. Соответственно, необходимо увеличить долю каменной муки, а также МК или ММК, чтобы уменьшить содержание щебня и песка.

Таким образом, топологическая структура высокопрочных и особо высокопрочных бетонов принципиально должна отличаться от структуры бетонов общего назначения марок 300–600, имеющих компактную упаковку зерен песка в цементом тесте и зерен щебня в цементно-песчаном растворе. В этой структуре принцип непрерывной гранулометрии щебня, “незыблемый” для традиционных бетонов, не является обязательным. Иными словами, бетон должен быть с “плавающей” структурой песка и щебня, то есть малопесчаным и малощебеночным.

Введем в качестве критериальных параметров такой структуры критерий избытка абсолютного объемов реологической дисперсной матрицы над абсолютным объемом песка и критерий избытка объема реологической цементно-дисперсно-песчаной матрицы над объемом щебня:

, (1)

, (2)

где — абсолютные объемы цемента, каменной муки, МК, песка, щебня и воды соответственно.

Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуре обычных и высокопрочных бетонов представлены на рис. 1.

 

Рис. 1. Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуре обычного (а) и высокопрочного (б) бетонов

Проведенными исследованиями установлено, что если в обычных бетонах варьируется от 1,2 до 1,6, — от 1,15 до 1,5, то для ВПБ и ОВПБ изменяется от 3,0 до 3,5, а — от 2,2 до 2,5. В отдельных высокопрочных бетонах значения этих критериев могут быть еще больше: =3,5–3,9, =3,0–3,5.

В табл. 1 представлены расчеты критериев и для ВПБ, ОВПБ и бетонов общего назначения. Составы дисперсно-армированных ВПБ (составы 1–3), изготовленных из бетонной смеси с использованием кварцевой муки и МК с осадкой большого конуса (немецкий стандарт) 55–60 мм и прочностные показатели бетонов взяты из статьи [6]. Состав бетона повышенной прочности (состав 4), изготовленного из бетонной смеси на ВНВ-100 (содержание СП не указывается) с 10 % МК от массы цемента, взяты из статьи [5].

№ состава Расход материалов на 1 м3, кг/л В/Ц В/Ц+Д ρ бетонной смеси, кг/м3 (без

фибры)

Объемы матриц, л Rсж, МПа, НУ Rсж, МПа,ТО
Ц П Щ Добавка (Д) Ф В СП
МК КМ* ** **
1 630***

203

433

166,5

867

289

158***

60,8

197

82,2

192

24,6

151

151

8,0 0,24 0,153 2449     3,04 2,33 155-172 182–184
2 580***

188

354

136

711

237

177

73,7

325

125

194

24,9

163

163

9,2 0,28 0,150 2383 527 663,7 3,9 3,53 191–202
3 722***

233

425

163

850

283

181

69,6

118

49

192

24,6

157

157

8,0 0,22 0,154 2430 509 672 3,12 2,37 192–210
4 569****

183

617

233

901

334

57

24

194

194

ВНВ 0,34 0,31 2338 301 634 1,72 1,90 86,0
5 500•

161

620

234

1132

419

180

180

4,0 0,36 341 575 1,46 1,37 69,5
6 450•

145

616

232

1140

422

50•

22

180

180

5,2 0,40 0,36 347 579 1,49 1,37 73,4
7 400

129

600

230

1150

426

200

200

0,50 2350 329 559 1,43 1,31 32,0
8 400

129

692

266

1134

420

168

168

4,0 0,40 2394 303 569 1,14 1,35 38,0
 

Таблица 1. Сравнение составов высокопрочных и обычных бетонов и анализ реологических матриц

Примечания:

1. Составы бетона с метакаолином приведены в [1].

2. Расчет критериев и выполнен по формулам 1 и 2.

3. Составы 1–3 и их прочностные показатели приведены в [6].

4. Состав 4 и его значение прочности приведены в [5].

Бетон общего назначения (составы 7, 8) без и с СП, с увеличением расхода песка на 10 % и без уменьшения расхода щебня на 10%, с уменьшенным расходом воды, в соответствие с ранними рекомендациями НИИЖБ (для уменьшения расслаиваемости), изготовлены нами.

Как следует из таблицы, все ВПБ [6] имеют высокие значения и за счет значительного добавления МК и каменной муки (КМ).

В бетонах, изготовленных только с дисперсной добавкой МК [5], объемы реологических матриц при солидном расходе цемента хоть и увеличились в 1,7–1,9 раз по сравнению с бетонами общего назначения, но существенно ниже, чем должны быть в структуре супербетонов. Таким образом, цемент низкой водопотребности, который обычно обеспечивает в суспензии высокий ВИ (по нашим исследованиям, 2,1–2,5), не в состоянии сделать бетон высокопрочным. Поэтому для достижения высокой прочности бетона на ВНВ его необходимо также использовать с добавкой каменной муки для создания рациональной топологической структуры бетона, а не только обеспечить высокий разжижающий эффект СП в ВНВ. Разжижающая способность суперпластификатора в ВНВ высокая, а объема дисперсной фазы для обеспечения свободного перемещения частиц песка и зерен щебня в достаточном количестве не имеется. Для бетонов высокой прочности более эффективны не ВНВ-100, а ВНВ-60–70, содержание которых в бетоне должна быть 900–1000 кг на 1 м3 бетона.

В статье [1] приведены составы бетонов, один из которых изготовлен с СП (состав 5), а другой с СП и метакаолином (состав 6), замещающим 10 % цемента. Как следует из таблицы, замена портландцемента метакаолином позволила повысить прочность бетона лишь на 6 % по сравнению с контрольным. Критерии и практически остались на том же уровне, что и в обычном бетоне без СП с прочностью 32 МПа.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

1. Кардинальное повышение прочности бетонов с суперпластификаторами от марки 1000 до марки 1500–2000 при активности цемента 500–550 достигается рационально подобранным составом и многокомпонентностью бетона, а также за счет рациональной реологии и дополнительного синтеза гидросиликатов в капиллярно-пористой структуре цементного камня.

2. Улучшение реологии путем существенного разжижения цементно-водной матрицы обеспечивается использованием эффективных супер- и гиперпластификаторов и значительным водопонижением в бетонных смесях.

3. Использование эффективных супер- и гиперпластификаторов для повышения прочности бетонов рационных составов, содержащих 400–500 кг цемента, является условием необходимым, но недостаточным вследствие ограниченного содержания цементно-водной матрицы, определяющей реологию гравитационного течения щебеночных бетонных смесей.

4. Увеличение объема цементно-водной матрицы, а вместе с ней и прочности, можно достигнуть повышением содержания цемента до 800–1000 кг на 1 м3 бетона. Однако такие бетоны с пониженным содержанием крупного заполнителя являются сильно усадочными, нетрещиностойкими и недолговечными. Они обладают повышенной ползучестью.

5. Для увеличения объема тонкодисперсной реологической матрицы в бетонных смесях необходимо добавлять к цементу значительное количество каменной муки, повышая ее долю до 50–70 % и более к массе цемента. Такая матрица, кардинально меняющая состав и топологическую структуру бетона, превращая бетон в малопесчаный, обеспечит свободное перемещение частиц песка в минерально-водно-цементной системе.

6. Не всякая каменная мука может быть использована для увеличения объема реологической матрицы из дисперсных частиц микрометрического уровня. Каменная мука должна быть реологически активной в суспензии с суперпластификатором и обеспечивать более высокую гравитационную растекаемость (текучесть под действием собственного веса), чем цементная суспензия. Реологические свойства такой суспензии должны обеспечивать высокий водоредуцирующий индекс при водопонижении с сохранением текучести.

7. Водоредуцирующий индекс (ВИ) в пластифицированной суспензии каменной муки, оцениваемый при равной текучести с непластифицированной, равный ВИ=Вн/Вп, где Вн и Вп — водосодержание муки без СП и с СП в % к массе муки, должен быть не менее 2,0–2,2. Уменьшение расхода воды в большее число раз является гарантией достижения высокой объемной концентрации твердой фазы в объеме саморастекающейся бетонной смеси.

8. Высокая реологическая активность каменной муки должна обеспечивать высокую (более высокую) активность смеси “цемент — мука” в их суспензии с суперпластификатором. При этом возможно как синергетическое усиление эффекта действия суперпластификаторов, так и антагонистическое, приводящее к водосодержанию более высокому, чем по правилу аддитивности. При выборе каменной муки предпочтение отдается той, которая хорошо сочетается в паре с портландцементом, обеспечивая гравитационное течение в бинарной водно-минеральной дисперсии с минимальным количеством воды (14–18 %) и наименьшим пределом текучести (5–10 МПа).

9. Реализация более высокой прочности за счет синтеза дополнительного количества гидросиликатов в структуре бетона достигается добавками активного МК, ММК или кислой золы мультициклонов (с минимальным количеством несгоревших остатков), доля которых составляет 10–30 % и зависит от содержания портландцемента.

10. Высокодисперсные активные добавки не должны иметь открытой пористости в отличие от природных капиллярно-пористых пуццолановых добавок (трепел, опока, диатомит и т. п.). При такой микроструктуре они усиливают реологическую активность минерально-водно-цементной матрицы за счет размещения частиц нанометрического масштабного уровня (100–1000 нм) во вмещающих пустотах портландцемента и муки микрометрического масштабного уровня. Такое взаимосочетание размеров определяет принцип оптимальной гранулометрии портландцементно-минерально-микрокремнеземистой порошковой смеси и усиливают взвешивающую способность матрицы для частиц песка, исключающей расслоение.

11. Увеличение количества портландцемента для высокопрочных бетонов на 20–30 %, по сравнению с общепринятыми расходами 500–600 кг для марок 400–500 неизбежно. В связи с этим при расходах цемента 600–700 кг, каменной муки 300–500 кг и микрокремнезема 100–200 кг на 1 м3 бетонной смеси общая масса минерально-портландцементного порошка составит 1000–1100 кг, а песка и щебня — 1200–1300 кг. Таким образом, ВПБ и ОВПБ всегда должны быть малопесчаными и малощебеночными, то есть с “плавающей” структурой песка в дисперсной матрице и щебня в зернисто-дисперсной матрице.

12. Структура и топология ВПБ и ОВПБ отличается от структуры обычного бетона превращением доли зернисто-щебеночной компоненты обычных бетонов в дисперсную компоненту ВПБ и ОВПБ. Такое изменение структуры состава бетонной смеси обеспечивает не только значительное снижение сопротивления свободному перемещению частиц песка и щебня в реологических матрицах с различными масштабными уровнями, но и высокую плотность дисперсной матрицы с незначительными усадочными деформациями и ползучестью под нагрузкой.

13. Важными критериями состава структуры и топологии бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ являются критерии избытка абсолютного объема реологической дисперсной матрицы над объемом песка и избытка — абсолютного объема реологической цементно-минерально-песчанной матрицы над объемом щебня . При этом должен находится в пределах 3,0–3,5 , а — 2,3–2,5. В бетонах высокой прочности с содержанием МК до 30–35 %, подвергаемых продолжительной тепловой обработке, может повышаться до 3,8–4,0, — до 3,0–3,5.

14. Каменная мука для изготовления ВПБ и ОВПБ должна изготавливаться из прочных и плотных горных пород для исключения капиллярного поглощения раствора СП и обезвоживания бетонной смеси в процессе ее приготовления и укладки.

15. Щебень для изготовления бетонов должен обладать высокой прочностью. Предпочтительна фракция щебня 3–10 или 3–12 мм с минимальным количеством лещадных и игловатых частиц.

16. Приготовление качественных бетонных смесей связано с правильно выбранной процедурой смешения компонентов и высокоинтенсивным перемешиванием компонентов. Для уменьшения энергии на перемешивание целесообразно использовать смесители с переменной скоростью вращения и специальных лопастей малого диаметра. Для микрооднородного смешивания компонентов бетонной смеси целесообразно использовать бетоносмесители немецкой формы “Eirich”.

17. Саморастекающаяся и самоуплотняющаяся бетонная смесь для ВПБ и ОВПБ обладает после укладки и начального твердения высокой аутогенной усадкой, величина которой может достигать 0,8–1,0 мм/м и более. Причина ее связана не с испарением воды, а с повышенной химической контракцией и контракцией, связанной с более плотной адсорбцией молекул воды на частицах дисперсной фазы, содержание которой значительно выше, чем в обычных бетонах. Этот процесс определяет формирование высокой плотности и прочности.

18. В процессе интенсивного перемешивания бетонной смеси с суперпластификатором неизбежно вовлечение пузырьков воздуха. После укладки бетонной смеси воздушные пузырьки частично удаляются из объема под действием сил Архимеда. В связи с быстрым образованием в поверхности изделий, контактирующих с воздухом, плотного слоя необходимо покрывать изделие пленкой, препятствующей испарению воды и не мешающей удалению пузырьков воздуха.

19. Отформованные изделия из бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ в большей степени нуждаются в защите от обезвоживания в связи с малым содержанием воды.

20. Для получения пропаренных изделий с более высокой прочностью (200–250 МПа) долю МК можно увеличить до 30 % и использовать кварцевую муку. В этом случае могут быть использованы жесткие режимы тепловой обработки (до 90–95 С) с большой продолжительностью изотермии (до 24–36 ч).

21. Высокая прочность на осевое сжатие ВПБ и ОВПБ (а вместе с ней и высокая хрупкость и непропорционально низкая прочность на осевое растяжение) открывает широкие возможности для дисперсного армирования таких бетонов короткой и тонкой высокопрочной арматурой при низких объемных степенях армирования. Это позволяет получать ВПБ и ОВПБ с прочностью на осевое растяжение 10–12 МПа и на растяжение при изгибе 20–40 МПа.

Литература:

1. Дворкин Л. И., Лушникова Н. В. Свойства высокопрочных бетонов с добавкой метакаолина // Химические и минеральные добавки в бетон. — Харьков: Колорит, 2005. — С. 78–83.

2. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 1. Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения // Технологии бетонов. — 2007. — № 5. — С. 8–10.

3. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 2. Виды реологических матриц в бетонной смеси, стратегия повышения прочности бетона нового поколения // Технологии бетонов. — 2007. — № 6. — С. 8–11.

4. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 3. От высокопрочных и особовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего // Технологии бетонов. — 2008. — № 1. — С. 22–26.

5. Фаликман В. Р., Калашников О. О. “Внутренний уход” за особовысокопрочными быстротвердеющими бетонами // Технологии бетонов. — 2006. — № 5. — С. 46–47.

6. Schmidt M. et al. Ultra-Hochfester Beton: Perspektive fur die Betonfertigteiling industrial // Betonwerk+Fertigtal-Technik. — 2003. — № 3. — S. 16–29.

Автор: В. И. Калашников, д. т. н., профессор

 

l.120-bal.ru

Основные принципы создания высокопрочных и особо высокопрочных бетонов

ч. 1

Основные принципы создания высокопрочных и особо высокопрочных бетонов

Рассматривается технология производства высокопрочных (с прочностью 150–200 МПа) бетонов.

Значение терминов “высокопрочный”, “особо высокопрочный”, “суперпрочный” бетон постоянно менялось. В практике строительства зданий и сооружений из железобетона в России максимальная прочность использованного высокопрочного бетона, по нашим данным, не превышала марки М1000.

В практике строительства из железобетона в США, Японии, Канады, Норвегии, Германии используются бетоны с прочностью 120–140 МПа. В лабораториях этих стран разработаны щебеночные и бесщебеночные тонкозернистые реакционно-порошковые бетоны из самоуплотняющихся смесей с прочностью 150–250 МПа. Перспективы использования таких бетонов с чрезвычайно высокой прочностью на растяжение и трещиностойкостью, которая обеспечиваются во всем объеме конструкций за счет использования тонкой и короткой арматуры (геометрический фактор L/d = 30–60), будут постоянно расширяться. Хотя стоимость таких бетонов в 1,5–1,8 раза выше бетонов классов В30–50, однако снижение объема бетона в конструкциях в 4–6 раз позволяет экономить расход всех составляющих бетона в 2–3 раза.

Помимо этого, во столько же раз снижаются транспортные расходы, значительно снижается масса зданий и сооружений.

В России особо высокопрочные бетоны пока не востребованы. Нет условий для их получения хотя есть высокопрочные горные породы, микрокремнезем и эффективные отечественные и зарубежные супер- и гиперпластификаторы. Горнодобывающая промышленность не поставляет мытые высокопрочные заполнители фракции 3–10 или 3–12 мм и обогащенные пески. Не освоено производство каменной муки с удельной поверхностью 300–350 м2/кг. Бетоносмесительные цеха не имеют достаточного количества расходных бункеров и не оборудованы высокоскоростными смесительными агрегатами.

В теории отсутствует принципы подбора самоуплотняющихся бетонных смесей с расплывом конуса 55–60 см для получения особо высокопрочных фибробетонов. Не изучены необходимые реотехнологические свойства бетонных смесей.

Предложенная ранее [2, 3] классификация реологических матриц для высокоподвижных и литых бетонных смесей, отличающихся различными масштабными уровнями и обеспечивающих минимальное предельное напряжение сдвига, позволяет сформулировать основные принципы создания высокопрочных (ВПБ) и особо высокопрочных (ОВПБ) бетонов с супер- и гиперпластификаторами, с каменной мукой и реакционноактивными добавками. Оптимальное соотношение компонентов в реологических матрицах бетонных смесей для бетонов общего назначения с каменной мукой с небольшими расходами портландцемента также приводит к существенному повышению прочности [4].

Введение в бетонную смесь супер- и гиперпластификаторов и реакционноактивных пуццолановых добавок микрокремнезема (МК) и микрометакаолина (ММК) — условие необходимое, но недостаточное для создания ВПБ и ОВПБ с прочностью 150–200 МПа. Используя суперразжижители в бетонах традиционных составов, обеспечивающих заполнение каркаса бетона максимальным количеством щебня, можно увеличить прочность бетона в “тощих” составах на 10–15 %, а в “жирных” — на 25–40 %. Добавляя МК или ММК, можно связать до 20 % гидролизной извести из алита и белита и повысить прочность бетона на 20–50 %. В итоге общее увеличение прочности может быть полуторо-двукратным. Используя для бетона М500 экономичный состав с соотношением компонентов Ц:П:Щ = 1:1,5:2 при расходе цемента 500 кг с маркой его М550, можно при В/Ц=0,38 получить марку бетона 500. При введении суперпластификатора и снижении расхода воды до 20–25 % можно повысить прочность до 65–75 МПа. При введении МК в количестве 15–20% от массы портландцемента можно из самоуплотняющихся бетонных смесей достигнуть прочности бетона 80–100 МПа. Такое значение прочности является предельным для традиционных составов бетона. При этом концентрация твердой фазы, вычисляемая как отношение суммы объемов цемента, песка и щебня к 1 м3 бетона, будет очень высокой и составит 85–89 % при водотвердом отношении бетонной смеси 0,072–0,090.

В статье [5] приводятся результаты испытания высокопрочного бетона, изготовленного с использованием ВНВ-100 активностью 92 МПа, мытого гранитного щебня, крупного песка и МК. Бетон имел к 28 сут. нормального твердения прочность при сжатии всего 86 МПа. Это является доказательством того, что дальнейшее повышение прочности невозможно без кардинального изменения состава и топологической структуры бетона. Новая рецептура и структура высокопрочных бетонов должна увеличить объем реологической водно-дисперсной матрицы (Vдп) первого рода, состоящей из цемента, добавки МК и воды. Эта более объемная матрица должна обеспечить свободное перемещение частиц песка в водно-дисперсной системе.

Повышение коэффициента раздвижки зерен песка можно осуществить за счет добавления воды. Но это приводит к расслаиванию бетонной смеси и снижению прочности бетона.

В бетонах нового поколения объем реологической матрицы необходимо увеличивать добавлением к цементу не только МК, но и дисперсных частиц каменной муки микрометрического масштабного уровня. При этом замена цемента каменной мукой, как правило, не в состоянии значительно увеличить объем дисперсной реологической матрицы, если истинная плотность горной породы незначительно уступает плотности портландцемента. Объем дисперсной матрицы может быть еще меньше, если замещающая некоторую долю цемента каменная мука, будучи более реологически активной в суспензии с суперпластификатором, чем цементная суспензия, снизит количество воды. В этом случае мука, обеспечивая более высокую гравитационную растекаемость при минимуме содержания воды, чем цементная суспензия, еще более понизит содержание водно-дисперсной системы за счет сокращения объема воды. При значительном добавлении к цементу мука позволит существенно увеличить объем водно-дисперсной матрицы с высоким водоредуцирующим индексом (ВИ). ВИ большинства портландцементов в суспензиях составляет 1,6–2,0 и редко выше. Некоторые виды карбонатных и силицитовых каменных пород имеют ВИ = 2–4, а отдельные оксиды — до 4–6. Смеси цемента с некоторыми видами каменной муки обладают синергетическим действием (соразжижением), и их суспензии обеспечивают реологический индекс 2–3, то есть двух-трехкратное уменьшение количества воды при сохранении текучести с предельным напряжением сдвига 5–10 Па.

Второй важный для обеспечения “высокой” реологии бетонных смесей для высокопрочных бетонов фактор — увеличение подвижности за счет увеличения объема цементно-водно-песчаной реологической матрицы второго уровня. Она должна обеспечить свободное перемещение зерен щебня в цементно-песчаной (растворной) смеси, то есть необходима существенная раздвижка зерен щебня.

При расчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональной реологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицами песка и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня. В формулах расчета состава бетона это учитывается коэффициентом раздвижки зерен щебня α, который варьирует от 1,1 до 1,5. Сделать коэффициент раздвижки выше 1,5 можно за счет увеличения доли песка или объема цементного теста. В первом случае бетон становится “запесоченным”, с пониженной прочностью. Во втором — бетон становится более дорогим из-за значительного снижения доли щебня, увеличения содержания цемента.

при расчете состава бетона по методу абсолютных объемов достижение рациональной реологии обеспечивается увеличением прослойки цементного теста между частицами песка и прослойки цементно-песчаного раствора между зернами щебня

 

Для высокопрочных бетонов повышение количества цемента на 10–20 % свыше 500 кг/м3 является неизбежным. Соответственно, необходимо увеличить долю каменной муки, а также МК или ММК, чтобы уменьшить содержание щебня и песка.

Таким образом, топологическая структура высокопрочных и особо высокопрочных бетонов принципиально должна отличаться от структуры бетонов общего назначения марок 300–600, имеющих компактную упаковку зерен песка в цементом тесте и зерен щебня в цементно-песчаном растворе. В этой структуре принцип непрерывной гранулометрии щебня, “незыблемый” для традиционных бетонов, не является обязательным. Иными словами, бетон должен быть с “плавающей” структурой песка и щебня, то есть малопесчаным и малощебеночным.

Введем в качестве критериальных параметров такой структуры критерий избытка абсолютного объемов реологической дисперсной матрицы над абсолютным объемом песка и критерий избытка объема реологической цементно-дисперсно-песчаной матрицы над объемом щебня:

, (1)

, (2)

где — абсолютные объемы цемента, каменной муки, МК, песка, щебня и воды соответственно.

Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуре обычных и высокопрочных бетонов представлены на рис. 1.

 

Рис. 1. Объемы компонентов на 1 м3 в рецептуре обычного (а) и высокопрочного (б) бетонов

Проведенными исследованиями установлено, что если в обычных бетонах варьируется от 1,2 до 1,6, — от 1,15 до 1,5, то для ВПБ и ОВПБ изменяется от 3,0 до 3,5, а — от 2,2 до 2,5. В отдельных высокопрочных бетонах значения этих критериев могут быть еще больше: =3,5–3,9, =3,0–3,5.

В табл. 1 представлены расчеты критериев и для ВПБ, ОВПБ и бетонов общего назначения. Составы дисперсно-армированных ВПБ (составы 1–3), изготовленных из бетонной смеси с использованием кварцевой муки и МК с осадкой большого конуса (немецкий стандарт) 55–60 мм и прочностные показатели бетонов взяты из статьи [6]. Состав бетона повышенной прочности (состав 4), изготовленного из бетонной смеси на ВНВ-100 (содержание СП не указывается) с 10 % МК от массы цемента, взяты из статьи [5].

№ состава Расход материалов на 1 м3, кг/л В/Ц В/Ц+Д ρ бетонной смеси, кг/м3 (без

фибры)

Объемы матриц, л Rсж, МПа, НУ Rсж, МПа,ТО
Ц П Щ Добавка (Д) Ф В СП
МК КМ* ** **
1 630***

203

433

166,5

867

289

158***

60,8

197

82,2

192

24,6

151

151

8,0 0,24 0,153 2449     3,04 2,33 155-172 182–184
2 580***

188

354

136

711

237

177

73,7

325

125

194

24,9

163

163

9,2 0,28 0,150 2383 527 663,7 3,9 3,53 191–202
3 722***

233

425

163

850

283

181

69,6

118

49

192

24,6

157

157

8,0 0,22 0,154 2430 509 672 3,12 2,37 192–210
4 569****

183

617

233

901

334

57

24

194

194

ВНВ 0,34 0,31 2338 301 634 1,72 1,90 86,0
5 500•

161

620

234

1132

419

180

180

4,0 0,36 341 575 1,46 1,37 69,5
6 450•

145

616

232

1140

422

50•

22

180

180

5,2 0,40 0,36 347 579 1,49 1,37 73,4
7 400

129

600

230

1150

426

200

200

0,50 2350 329 559 1,43 1,31 32,0
8 400

129

692

266

1134

420

168

168

4,0 0,40 2394 303 569 1,14 1,35 38,0
 

Таблица 1. Сравнение составов высокопрочных и обычных бетонов и анализ реологических матриц

Примечания:

1. Составы бетона с метакаолином приведены в [1].

2. Расчет критериев и выполнен по формулам 1 и 2.

3. Составы 1–3 и их прочностные показатели приведены в [6].

4. Состав 4 и его значение прочности приведены в [5].

Бетон общего назначения (составы 7, 8) без и с СП, с увеличением расхода песка на 10 % и без уменьшения расхода щебня на 10%, с уменьшенным расходом воды, в соответствие с ранними рекомендациями НИИЖБ (для уменьшения расслаиваемости), изготовлены нами.

Как следует из таблицы, все ВПБ [6] имеют высокие значения и за счет значительного добавления МК и каменной муки (КМ).

В бетонах, изготовленных только с дисперсной добавкой МК [5], объемы реологических матриц при солидном расходе цемента хоть и увеличились в 1,7–1,9 раз по сравнению с бетонами общего назначения, но существенно ниже, чем должны быть в структуре супербетонов. Таким образом, цемент низкой водопотребности, который обычно обеспечивает в суспензии высокий ВИ (по нашим исследованиям, 2,1–2,5), не в состоянии сделать бетон высокопрочным. Поэтому для достижения высокой прочности бетона на ВНВ его необходимо также использовать с добавкой каменной муки для создания рациональной топологической структуры бетона, а не только обеспечить высокий разжижающий эффект СП в ВНВ. Разжижающая способность суперпластификатора в ВНВ высокая, а объема дисперсной фазы для обеспечения свободного перемещения частиц песка и зерен щебня в достаточном количестве не имеется. Для бетонов высокой прочности более эффективны не ВНВ-100, а ВНВ-60–70, содержание которых в бетоне должна быть 900–1000 кг на 1 м3 бетона.

В статье [1] приведены составы бетонов, один из которых изготовлен с СП (состав 5), а другой с СП и метакаолином (состав 6), замещающим 10 % цемента. Как следует из таблицы, замена портландцемента метакаолином позволила повысить прочность бетона лишь на 6 % по сравнению с контрольным. Критерии и практически остались на том же уровне, что и в обычном бетоне без СП с прочностью 32 МПа.

Таким образом, можно сделать следующие выводы.

1. Кардинальное повышение прочности бетонов с суперпластификаторами от марки 1000 до марки 1500–2000 при активности цемента 500–550 достигается рационально подобранным составом и многокомпонентностью бетона, а также за счет рациональной реологии и дополнительного синтеза гидросиликатов в капиллярно-пористой структуре цементного камня.

2. Улучшение реологии путем существенного разжижения цементно-водной матрицы обеспечивается использованием эффективных супер- и гиперпластификаторов и значительным водопонижением в бетонных смесях.

3. Использование эффективных супер- и гиперпластификаторов для повышения прочности бетонов рационных составов, содержащих 400–500 кг цемента, является условием необходимым, но недостаточным вследствие ограниченного содержания цементно-водной матрицы, определяющей реологию гравитационного течения щебеночных бетонных смесей.

4. Увеличение объема цементно-водной матрицы, а вместе с ней и прочности, можно достигнуть повышением содержания цемента до 800–1000 кг на 1 м3 бетона. Однако такие бетоны с пониженным содержанием крупного заполнителя являются сильно усадочными, нетрещиностойкими и недолговечными. Они обладают повышенной ползучестью.

5. Для увеличения объема тонкодисперсной реологической матрицы в бетонных смесях необходимо добавлять к цементу значительное количество каменной муки, повышая ее долю до 50–70 % и более к массе цемента. Такая матрица, кардинально меняющая состав и топологическую структуру бетона, превращая бетон в малопесчаный, обеспечит свободное перемещение частиц песка в минерально-водно-цементной системе.

6. Не всякая каменная мука может быть использована для увеличения объема реологической матрицы из дисперсных частиц микрометрического уровня. Каменная мука должна быть реологически активной в суспензии с суперпластификатором и обеспечивать более высокую гравитационную растекаемость (текучесть под действием собственного веса), чем цементная суспензия. Реологические свойства такой суспензии должны обеспечивать высокий водоредуцирующий индекс при водопонижении с сохранением текучести.

7. Водоредуцирующий индекс (ВИ) в пластифицированной суспензии каменной муки, оцениваемый при равной текучести с непластифицированной, равный ВИ=Вн/Вп, где Вн и Вп — водосодержание муки без СП и с СП в % к массе муки, должен быть не менее 2,0–2,2. Уменьшение расхода воды в большее число раз является гарантией достижения высокой объемной концентрации твердой фазы в объеме саморастекающейся бетонной смеси.

8. Высокая реологическая активность каменной муки должна обеспечивать высокую (более высокую) активность смеси “цемент — мука” в их суспензии с суперпластификатором. При этом возможно как синергетическое усиление эффекта действия суперпластификаторов, так и антагонистическое, приводящее к водосодержанию более высокому, чем по правилу аддитивности. При выборе каменной муки предпочтение отдается той, которая хорошо сочетается в паре с портландцементом, обеспечивая гравитационное течение в бинарной водно-минеральной дисперсии с минимальным количеством воды (14–18 %) и наименьшим пределом текучести (5–10 МПа).

9. Реализация более высокой прочности за счет синтеза дополнительного количества гидросиликатов в структуре бетона достигается добавками активного МК, ММК или кислой золы мультициклонов (с минимальным количеством несгоревших остатков), доля которых составляет 10–30 % и зависит от содержания портландцемента.

10. Высокодисперсные активные добавки не должны иметь открытой пористости в отличие от природных капиллярно-пористых пуццолановых добавок (трепел, опока, диатомит и т. п.). При такой микроструктуре они усиливают реологическую активность минерально-водно-цементной матрицы за счет размещения частиц нанометрического масштабного уровня (100–1000 нм) во вмещающих пустотах портландцемента и муки микрометрического масштабного уровня. Такое взаимосочетание размеров определяет принцип оптимальной гранулометрии портландцементно-минерально-микрокремнеземистой порошковой смеси и усиливают взвешивающую способность матрицы для частиц песка, исключающей расслоение.

11. Увеличение количества портландцемента для высокопрочных бетонов на 20–30 %, по сравнению с общепринятыми расходами 500–600 кг для марок 400–500 неизбежно. В связи с этим при расходах цемента 600–700 кг, каменной муки 300–500 кг и микрокремнезема 100–200 кг на 1 м3 бетонной смеси общая масса минерально-портландцементного порошка составит 1000–1100 кг, а песка и щебня — 1200–1300 кг. Таким образом, ВПБ и ОВПБ всегда должны быть малопесчаными и малощебеночными, то есть с “плавающей” структурой песка в дисперсной матрице и щебня в зернисто-дисперсной матрице.

12. Структура и топология ВПБ и ОВПБ отличается от структуры обычного бетона превращением доли зернисто-щебеночной компоненты обычных бетонов в дисперсную компоненту ВПБ и ОВПБ. Такое изменение структуры состава бетонной смеси обеспечивает не только значительное снижение сопротивления свободному перемещению частиц песка и щебня в реологических матрицах с различными масштабными уровнями, но и высокую плотность дисперсной матрицы с незначительными усадочными деформациями и ползучестью под нагрузкой.

13. Важными критериями состава структуры и топологии бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ являются критерии избытка абсолютного объема реологической дисперсной матрицы над объемом песка и избытка — абсолютного объема реологической цементно-минерально-песчанной матрицы над объемом щебня . При этом должен находится в пределах 3,0–3,5 , а — 2,3–2,5. В бетонах высокой прочности с содержанием МК до 30–35 %, подвергаемых продолжительной тепловой обработке, может повышаться до 3,8–4,0, — до 3,0–3,5.

14. Каменная мука для изготовления ВПБ и ОВПБ должна изготавливаться из прочных и плотных горных пород для исключения капиллярного поглощения раствора СП и обезвоживания бетонной смеси в процессе ее приготовления и укладки.

15. Щебень для изготовления бетонов должен обладать высокой прочностью. Предпочтительна фракция щебня 3–10 или 3–12 мм с минимальным количеством лещадных и игловатых частиц.

16. Приготовление качественных бетонных смесей связано с правильно выбранной процедурой смешения компонентов и высокоинтенсивным перемешиванием компонентов. Для уменьшения энергии на перемешивание целесообразно использовать смесители с переменной скоростью вращения и специальных лопастей малого диаметра. Для микрооднородного смешивания компонентов бетонной смеси целесообразно использовать бетоносмесители немецкой формы “Eirich”.

17. Саморастекающаяся и самоуплотняющаяся бетонная смесь для ВПБ и ОВПБ обладает после укладки и начального твердения высокой аутогенной усадкой, величина которой может достигать 0,8–1,0 мм/м и более. Причина ее связана не с испарением воды, а с повышенной химической контракцией и контракцией, связанной с более плотной адсорбцией молекул воды на частицах дисперсной фазы, содержание которой значительно выше, чем в обычных бетонах. Этот процесс определяет формирование высокой плотности и прочности.

18. В процессе интенсивного перемешивания бетонной смеси с суперпластификатором неизбежно вовлечение пузырьков воздуха. После укладки бетонной смеси воздушные пузырьки частично удаляются из объема под действием сил Архимеда. В связи с быстрым образованием в поверхности изделий, контактирующих с воздухом, плотного слоя необходимо покрывать изделие пленкой, препятствующей испарению воды и не мешающей удалению пузырьков воздуха.

19. Отформованные изделия из бетонных смесей для ВПБ и ОВПБ в большей степени нуждаются в защите от обезвоживания в связи с малым содержанием воды.

20. Для получения пропаренных изделий с более высокой прочностью (200–250 МПа) долю МК можно увеличить до 30 % и использовать кварцевую муку. В этом случае могут быть использованы жесткие режимы тепловой обработки (до 90–95 С) с большой продолжительностью изотермии (до 24–36 ч).

21. Высокая прочность на осевое сжатие ВПБ и ОВПБ (а вместе с ней и высокая хрупкость и непропорционально низкая прочность на осевое растяжение) открывает широкие возможности для дисперсного армирования таких бетонов короткой и тонкой высокопрочной арматурой при низких объемных степенях армирования. Это позволяет получать ВПБ и ОВПБ с прочностью на осевое растяжение 10–12 МПа и на растяжение при изгибе 20–40 МПа.

Литература:

1. Дворкин Л. И., Лушникова Н. В. Свойства высокопрочных бетонов с добавкой метакаолина // Химические и минеральные добавки в бетон. — Харьков: Колорит, 2005. — С. 78–83.

2. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 1. Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения // Технологии бетонов. — 2007. — № 5. — С. 8–10.

3. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 2. Виды реологических матриц в бетонной смеси, стратегия повышения прочности бетона нового поколения // Технологии бетонов. — 2007. — № 6. — С. 8–11.

4. Калашников В. И. Через рациональную реологию — в будущее бетонов — 3. От высокопрочных и особовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего // Технологии бетонов. — 2008. — № 1. — С. 22–26.

5. Фаликман В. Р., Калашников О. О. “Внутренний уход” за особовысокопрочными быстротвердеющими бетонами // Технологии бетонов. — 2006. — № 5. — С. 46–47.

6. Schmidt M. et al. Ultra-Hochfester Beton: Perspektive fur die Betonfertigteiling industrial // Betonwerk+Fertigtal-Technik. — 2003. — № 3. — S. 16–29.

Автор: В. И. Калашников, д. т. н., профессор

 ч. 1

ansya.ru

Высокопрочные бетоны

Применение высокопрочных бетонов является ведущей тенденцией в мировой строительной практике. Предел прочности таких материалов, применяемых при возведении объектов, увеличился в несколько раз за последние годы.

Понятие «высокопрочный бетон» в различные периоды подразумевало принципиально разные подходы. Предлагалось к высокопрочным относить бетоны с пределом прочности, превышающим активность цемента, рассматривались как высокопрочные бетоны классов В 40 и выше, В 80 и выше и др.

В странах Европы высокопрочный бетон рассматривается с класса С 50/60 (В 60 по нормам России). Но тем не менее на сегодняшний день нет однозначного, четкого определения, какой материал следует относить к высокопрочному, хотя уже появились особо высокопрочные, но также однозначно четко не оговорено, что считать особо высокопрочным материалом.

Если проследить развитие технологии бетона, то можно отметить наряду с ростом объемов его применения резкое увеличение роста предела его прочности за счет использования высокопрочных цементов и заполнителей с минимально возможной величиной в сочетании с тщательным перемешиванием бетонной смеси, а также применения:

  • Микрокремнезема – химически активного тонкодисперсного (до 20 000 кв.см./г), повышающего прочность до 25% за счет повышения сцепления заполнителя с цементным камнем;
  • Эффективных супер- и гиперпластификаторов нового поколения, в том числе на основе поликарбоксилатов, повышающих предел прочности за счет снижения водосодержания бетонной смеси, равной подвижности до 40%;
  • Микроволокон, повышающих предел прочности за счет эффекта объемного дисперсного армирования;
  • ВНВ – вяжущих низкой водопотребности.

Объем применения высокопрочных бетонов (В 80 и выше) в России превысил, по некоторым данным, 200 тыс. куб.м. Свойства данных высокопрочных материалов на плотных заполнителях в целом подчиняются общим закономерностям.

Усадка высокопрочных бетонов может составлять от 13 до 20% величины базовой усадки цементного камня (в зависимости от вида цемента его базовая усадка составляет примерно 1,5 – 3,5 мм/м). При применении суперпластификаторов возможно увеличение усадки примерно в 1,3 – 1,7 раза. Для данных высокопрочных материалов важную роль играет контракционная усадка, которая наиболее интенсивно развивается в первые 2 – 5 сут. твердения, достигает значительных величин и может привести к раннему трещинообразованию.

mstspb.ru

Свойства и технология высокопрочного бетона

Современное производство строительных материалов

Высокопрочный бетон марок от М600 до М1000 получают на основе высокопрочного портландцемента, щебня не ниже М1200-М1400 и промытого песка. Малоподвижные и жесткие смеси готовят с низкими В/Ц = 0,27-0,45 в бетоносмесителях принудительного действия (так, турбинных). При формовании изделий и конструкций для плотной укладки этих смесей используется интенсивное уплотнение: вибрирование с пригрузом, двойное вибрирование, сильное прессование. Гораздо облегчают уплотнение суперпластификаторы, не понижающие прочности бетона. Высокопрочные бетоны, будто правило, быстро твердеют. Тем не менее, для ускоренного достижения отпускной прочности бетона в изделиях требуется тепловая обработка, применение которой может проводиться по сокращенному режиму. Новые современные особо быстротвердеющие цементы дают возможность стать без тепловой обработки, поскольку бетон достигает нужной прочности в «естественных» условиях затвердевания при температуре от 20 до 25°С. Вот приведен список проектных марок тяжелого бетона по прочности на осевое растяжение: 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40. Высокое сопротивление растяжению требуется для дорожных, аэродромных, гидротехнических и других специальных бетонов. Тяжкий прочный бетон неплохо сопротивляется поверхностному износу. Это в особенности важно важно для цементно-бетонных дорог и полов промышленных зданий. Хорошие защитные свойства бетонов против радиоактивных излучений предопределяют их широкое применение в конструкциях биологической защиты атомных реакторов! Проектные марки тяжелого бетона по морозостойкости: 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 и 500

Технология производства бетона – "сверх высокопрочный бетон" универсальна и ошибкоустойчива и даёт возможность изготавливать разные классы бетона – будто легкие, так и тяжелые, довольно поэкспериментировать с видами заполнителя и пропорциями заполняющего материала. Благодаря технологии «Сверх высокопрочный бетон», подлинно можно создать создание искусства. Если Вам потребуется получить изделие с абсолютным глянцем или же Вы пожелаете добиться эффекта шлифованного камня, однако с необработанными краями, формы «Стройтехник» позволит Вам сделать это! Технология колеровки уникальна и не трудоёмка, этак как не требует никаких специальных приспособлений и последующей доработки изделия. Кроме того, «сверх высокопрочный бетон» имеет весьма высокие физико-технические характеристики – высокая морозостойкость, практически нулевые истираемость и водопоглощение, высокие газонепроницаемость и сопротивляемость проникновению хлоридов. Это лишь отдельный из многочисленных плюсов сверх высокопрочного бетона. Самое главное совершенство данного метода производства бетона – использование обычных дешевых компонентов, применяемых в производстве простого бетона. Это значит, что сырье никогда в жизни не будет для вас дефицитом в любом регионе. Однако и это еще не от мала до велика. Задумайтесь, какие оригинальнейшие декоративно-оградительные конструкции, какие удивительные виды мощения, какие необычные малые архитектурные формы можно создать с помощью сверх высокопрочного бетона.

Сверх высокопрочный бетон - новейший материал класса модифицированных бетонов. Высочайшие показатели физико-механических свойств, подтвержденные результатами испытаний, позволяют использовать Сверх высокопрочный бетон для производства тротуарной плитки, фасадных облицовочных изделий, заборов, бордюров и др. малых архитектурных форм исключительного качества и красоты. Декоративные свойства Сверх высокопрочного бетона Декоративные свойства Бетона других производителейПриведем Вам результаты физико-механических испытаний изделий из Сверх прочного бетона: • Прочность при сжатии от 700 кг/см2 • Прочность на растяжение при изгибе от 70 кг/см2 • Морозостойкость не менее 700 циклов (F700)(Замораживание при -20° С и оттаивание в воде при +20° С) • Водопоглощение 0, 3% • Истираемость менее 0, 2 г/см2

Технология производства высокообжиговых гипсовых вяжущих веществ

Гипсовые вяжущие материалы, воздушные вяжущие материалы, получаемые на основе полуводного сульфата кальция либо безводного сульфата кальция (ангидритовые вяжущие). По условиям термической обработки, а также по скорости схватывания и твердения гипсовые вяжущие материалы делятся на 2 …

Кровельные и гидроизоляционные материалы на битумной основе

Материалы, предназначенные для предохранения конструкций и инженерных сооружений от действия воды, называют гидроизоляционными. В зависимости от применяемого вяжущего гидроизоляционные мате-риалы подразделяют на битумные, дегтевые и полимерные. По способу нанесения их …

Органо-минеральные добавки

Комплексные добавки, получаемые при объединении активных минеральных компонентов и органических модификаторов, называют органоминеральными добавками (ОМД). Использование органоминеральных добавок в бетонах произвело революцию в строительном производстве. Бетоны, в состав которых могут …

msd.com.ua

Что такое высокопрочные и сверхэффективные бетоны?

Начнём с того, что общемирового признанного определения высокопрочных бетонов не существует. Надо понимать, что понятие о высокопрочном бетоне со временем менялось, так как менялись технологии и материалы. Например, в 1970 х годах в Америке высокопрочным бетоном считался любой бетон, который на 28 день жизни имел прочность на сжатие от 40 МПа и более. Впоследствии были разработаны бетоны с прочностью на сжатие 60100 МПа, которые стали использоваться при постройке высотных зданий и мостов с большими пролётами. В это же время свои разработки вели и другие страны, что привело к путанице в терминологии и определениях, сохранившейся до сих пор. Кроме того, в отечественных и зарубежных источниках вы можете встретить термин «особо высокопрочные бетоны», который точно так же не имеет чёткого определения.

 

Надо сказать, что в СССР также были в курсе того, что такое высокопрочный бетон. Так, в пыльном шкафу нашлись «Рекомендации по технологии изготовления изделий и конструкций из высокопрочных бетонов», разработанные аж в 1966 году. По тексту этих рекомендаций высокопрочными считались «бетоны марки по прочности на сжатие М600 и более или класса по прочности на сжатие В45 и более по СНиП 2.03.0184».

Что же сейчас принято понимать под высокопрочным бетоном?

В качестве основы возьмём определение из европейского стандарта EN 2061 (Бетон. Часть 1: общие технические требования, производство и контроль качества). В конце концов, поскольку мы планируем через несколько лет переходить на европейские стандарты, то, наверное, логично использовать то определение высокопрочного бетона, которое используют все страны Европейского союза. Согласно этому стандарту высокопрочным бетоном считается обычный бетон классом по прочности С50/60 и выше или лёгкий бетон классом LC50/55 и выше. Наверное, многие эти обозначения видят впервые. Поясним: буква С обозначает бетон (concrete), a LC лёгкий бетон (light concrete). 50/60 это класс бетона по прочности. 50 обозначает минимальную прочность стандартного цилиндра диаметром 150 мм и высотой 300 мм на сжатие. 60 обозначает, соответственно, прочность на сжатие стандартного кубика с размером ребра 150 мм. В Европе разработаны стандарты для бетонов класса прочности до С100/115, о чём и написано в стандарте EN 206

Как мы уже отметили, высокопрочные бетоны могут быть как тяжёлыми (со средней плотностью 21002500 кг/м5), так и лёгкими (со средней плотностью менее 2000 кг/м5). При производстве высокопрочного бетона стремятся к максимальному увеличению предела его прочности. Это достигается за счёт использования в составе бетонной смеси особых марок цемента и заполнителей минимально возможной величины. Классическими компонентами высокопрочного бетона считаются:

1) Микрокремнезём — высокоактивная минеральная добавка к бетону, тонкодисперсный материал. Основной компонент диоксид кремния аморфной модификации. Раз мер частиц, как правило, не превышает 1 мкм. Очень хорошо сцепляется с цементным камнем, что позволяет получать высокопрочный бетон.

2) Микроволокна (на пример, стальная фибра), которые применяются для армирования бетона и также положительно сказываются на повышении предела прочности.

3) Самые современные суперпластификаторы, позволяющие повысить предел прочности за счёт снижения количества воды в бетонной смеси. Чтобы сохранять свои уникальные прочностные характеристики, все высокопрочные бетоны должны иметь соотношение вода/цемент значительно ниже 0,4. Преимущества высокопрочного бетона следующие: позволяет создавать более тонкостенные конструкции, чем из обычного бетона; уменьшаются габариты опалубки для бетона; при строительстве большепролётных мостов можно создавать более изящные конструкции, работающие на изгиб; сокращение общего рас хода цемента и арматуры; быстрый набор прочности и ранняя распалубка; очень высокая стойкость к различного рода нагрузкам, воздействию агрессивных сред, попеременному замораживанию и оттаиванию. Основные сферы применения высокопрочных бетонов - конструкции транспортных сооружений (в особенности, строительство мостов), высотное строительство, бетонирование хранилищ радиоактивных отходов, промышленные напольные покрытия. Высокопрочные бетоны находят себе применение и в России. Например, при строительстве известных московских бизнес-башен (см. заглавное фото) были использованы считающиеся высокопрочными бетоны В80 и В90, причём объём применения высокопрочных бетонов оказался впечатляющим даже по европейским меркам.

Но, вообще, применение высокопрочного бетона в России ограничено по двум причинам:

1) отсутствие нормативных требований к возведению объектов с применением высокопрочного бетона;

2) отсутствие самих объектов, в которых необходимо было бы применение высокопрочного бетона (высотное строительство более-менее развито только в столице, а в других сферах высокопрочный бетон у нас почти не применяется).

Далее расскажем об относительно новом строительном материале. На английском языке его называют Ultrahighperformance concrete (UHPC). В русском языке официального перевода этого названия нет, однако чаще всего встречается обозначение «сверхэффективный бетон», которое мы и будем применять в дальнейшем по тексту статьи. Сверхэффективный бетон разрабатывался с прицелом на создание очень прочных, долговечных и, в то же время, менее габаритных конструкций, чем те, что изготавливаются из обычного бетона. Конструкции из сверхэффективного бетона отличаются тонкими контурами, но при этом имеют высокую несущую способность. Использование сверхэффективного бетона позволит, в конечном итоге, снизить общую стоимость строительства. Годом рождения сверхэффективного бетона считается 1994 год, в котором одна известная французская фирма запатентовала коммерческую версию сверхэффективного бетона и распространяет его под названием Ductal. Американцы, в свою очередь, продают версию сверхэффективного бетона Taktl. У сверхэффективного бетона есть близкий родственник. Это знакомый нам, строителям, фибробетон.

Также как и фибробетон, сверхэффективный бетон армируется сталь ной фиброй. Прочность на сжатие сверхэффективного бетона находится в пределах 150-250 МПа. В будущем прочность на сжатие может превысить предел в 250 МПа. В 2007 году группа учёных из Тегеранского университета в рамках конкурса, устроенного Американским Институтом Бетона, продемонстрировала опытные образцы бетона с прочностью на сжатие в пределах 340 -410 МПа (на 28 день жизни бетона). Такого результата удалось добиться, благодаря использованию кварцевого порошка в качестве заполнителя. Помимо стальной фибры, характерными компонентами сверхэффективного бетона являются качественный мелко зернистый песок, микро-кремнезём и специальные марки высокопрочного портландцемента.

В сверхэффективный бетон не добавляют привычных для нас крупных заполнителей, таких, как щебень. Сверхэффективный бетон отличается крайне низким соотношением вода/цемент. Спустя сутки после укладки сверхэффективного бетона, производят его прогрев водяным паром с постоянно поддерживаемой темпера турой 88°С на протяжении следующих двух суток. После этого бетон набирает необходимую для распалубки прочность.

Учитывая, какие проблемы возникают в России с укладкой даже самого обычного бетона, можно предположить, что сверхэффективный бетон ещё нескоро найдёт своё применение в нашей стране.

www.postroumka.ru