Категория: Ремонт, строительство
Микроармирование бетона при строительстве промышленных сооружений
Использование в растворе бетона композиционных пластификаторов при строительстве сооружений промышленного назначения позволяет значительно улучшить характеристики бетонов и благодаря микроармированию бетона снизить стоимость изготовления материала и стоимость строительных работ
Использование в бетонах нанокомпозиционных пластификаторов позволяет существенно улучшить характеристики бетонов и уменьшить себестоимость производства. Твердение бетона сопровождается дисперсным взаимодействием коллоидных частиц, которое определяет, в том числе, характеристика бетонов после завершения гидратации вяжущих. Силы дисперсионного взаимодействия имеют статическую природу, при этом напряженность полей при взаимодействии в среднем составляет 10 В/м. Однако значения этих сил могут отличаться - при некоторых условиях и при наличии частиц топологической формы, имеющих необходимые значения действительной части проницаемости. При этом происходят гигантские резонансные усиления вблизи поверхности таких частиц.
Усиления полей в бетоне приводят к пространственным изменениям в процессах образования соответствующих кристаллогидратов . Такими частицами могут являться, например, углеродные нанотрубки и многослойные полиэдральные наночастицы фуллероидного типа — астралены. Введение таких частиц в бетоны в незначительном количестве (менее, чем 10%) приводит к росту в бетоне образований длиной в сотни мкм. Наличие таких образований является ничем иным, как микродисперсным самоармированием бетонов, что приводит к соответствующему упрочнению и ощутимому снижению цены бетона за куб на таких добавках, а также снижению вязкости и увеличению эффективности транспортирования бетонов автомобильными бетононасосами . Однако вводить какие-либо технологические изменения по отношению к применяемым бетонам в строительную практику - задача крайне трудоемкая и затратная по стоимости. В этом смысле появление в бетонах тонких добавок-направление неперспективное, поскольку суспензии чувствительны и к изменениям уровня активности водородных ионов и к температуре . Колебания свойственных бетону показателей могут приводить к агрегации частиц и к выпаданию осадков. Поэтому гораздо более перспективна заливка сооружений бетонами, полученных с использованием структурирующих наноинициаторов: предварительное их нанесение на носители и использование сухих добавок невысокой стоимости. Параллельно решается задача последовательного разбавления, необходимого для распределения крайне малого количества необходимых наноинициаторов и эффективной заливки бетоном. В этом случае необходимое распределение достигается привычным перемешиванием.
Носителем в бетонах может быть и песок, в этом случае распределение структуры бетона носит практически изотропный характер и микроармирование бетонов наблюдается на протяженности сотен микрон. Но если в качестве носителя выбирать высокомодульные микроволокна (строительные микрофибры), стоимость которых несколько выше, то неожиданно возникают совершенно новые возможности. Т.е. микрофибра сохраняет достоинства как удобный для технологии перемешивания материал, а с другой стороны, волокно разрастается в преимущественном направлении расположения этого конкретного волокна, усиливая эффекты дисперсного армирования.
Диспергированные пластификаторы позволяют создавать новые марки качественных бетонов с максимально высокими служебными параметрами, но этот же инструмент может быть использован и для снижения цены за куб бетонов с напрягаемым модификатором при производстве бетона. Например, для изготовления товарного бетона марки В45 требуется не менее 550 кг портландцемента М500, но с использованием пластификатора позволяет снизить количества цемента до 400 кг. При этом происходит динамическое самоармирование бетона. В качестве микрофибры инициаторов используют высокомодульные базальтовые волокна длиной 170-530 мкм на основе серийного производства базальтовой микрофибры и порошковых микроволокон с еще более высокими показателями по прочности на растяжение.