Инновация добавки для бетона
Обновлено: 02.05.2024
Бетон не будет прежним. Открытие российских ученых
В Швейцарии, в научном журнале Applied Sciences опубликованы результаты нового исследований ученых Донского государственного технического университета (ДГТУ). Они разработали компонент, который изменяет свойства бетона, делает его более прочным, устойчивым к образованию трещин. Эксперты высоко оценивают новую разработку: они считают, что теперь бетонные конструкции станут более долговечными и проблема преждевременного разрушения будет решена.
Что не так с бетоном
Строители давно говорили ученым о том, что современный состав бетона нуждается в изменениях, новых свойствах и повышении качества. У этого прекрасного материала есть серьезные недостатки: он непластичен, он растрескивается, у него – по сравнению с другими материалами – низкая прочность на растяжение и низкое отношение прочности к весу.
Алексей Бескопыльный Профессор ДГТУРазрушение бетона в железобетонных конструкциях является наиболее опасным, поскольку оно может привести к внезапному и прогрессирующему разрушению всего здания или сооружения.
В чем суть нового открытия
Проведены многочисленные исследования, которые показали, что предел прочности при изгибе нового материала увеличился на 79%, предельные деформации при осевом сжатии снизились на 52%, предельные деформации при осевом растяжении снизились на 39%, а модуль упругости увеличился на 33%, увеличение прочности на сжатие составило 35% по сравнению со стандартным бетоном. Эти показатели могут меняться в зависимости от состава волокон-добавок.
Как говорят ученые, бетон сможет иметь эти свойства, если в его составе будет определенный процент этих новых компонентов. И не менее важно, в каком порядке вводить их в бетонную смесь. Как говорит доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» ДГТУ Сергей Стельмах, волокна в цементную матрицу нужно вводить перед крупным заполнителем (щебнем и т.п). А если ввести их уже к смеси цемента и щебня, волокна разрушатся и не дадут никакого эффекта.
Свойства бетона можно будет изменять в зависимости от того, для какой конструкции он используется. Здесь важен размер волокон и их количество в смеси. Самые удобные в работе волокна маленького размера делают материал более прочным, а в достаточном количестве и правильно распределенные по цементной матрице они будут повышать теплоизоляцию и контролировать деформации.
Как говорит доцент кафедры «Инженерная геология, основания и фундаменты» ДГТУ Евгений Щербань, прочность далеко не всегда является главным качеством бутонной конструкции. Иногда большую надежность конструкции обеспечивает как раз деформативность, потому что высокопрочные материалы хрупки и практически лишены пластичности. А когда бетон непластичен и неудобно укладывается, это может стать причиной недоуплотнения, нарушения структуры и даже привести к разрушению всей конструкции.
Еще одно предложение по улучшению качества бетона, которое сделали ученые из Ростова-на-Дону – изменить состав смеси для бетона и заменить щебень керамзитом. Керамзит обладает высокой пористостью, с ним бетон будет легче, а его теплоизоляционные свойства повысятся.
Посмотрите наше обучающее видео о свойствах бетона, необходимых для частного домостроения.
Перспективы применения комплексных добавок в бетонах нового поколения Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»
Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Тараканов О.В., Калашников В.И.
Постановка задачи. Цель работ получение бетонов нового поколения с применением современных эффективных модификаторов Результаты. С применением электронно-микроскопических и рентгенофазовых исследований и изучено влияние суперпластификаторов на структуру цементного камня и получены данные о составе продуктов гидратации цемента. Получены данные по скорости гидратации цемента в присутствии гиперпластификаторов. Выводы. Показано, что снижение водосодержания в составах с добавками позволяет получать более высокую прочность в поздние сроки твердения, но общая картина кинетики гидратообразования и участия силикатных фаз в процессе гидратации свидетельствуют о некотором его замедлении. Установлено, что, несмотря на достаточно поздний период твердения, процессы гидратации в цементном камне в присутствии гиперпластификаторов на начальном этапе замедлены и это замедление, судя по интенсивностям выделившихся кристаллических гидратных фаз, сохраняется на период до 6 месяцев. В целом новые классы добавок могут эффективно с целью достижения синергетических эффектов применяться с традиционными ускорителями и замедлителями твердения как для бетонов , твердеющих в нормальных условиях, так и для «холодных» бетонов .
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Тараканов О.В., Калашников В.И.
Влияние водоцементного отношения и суперпластификаторов на процессы тепловыделения, гидратации и твердения цемента Влияние цитрата натрия на процесс формирования цементного камня в глиноземистом вяжущем Формирование цементного камня из глиноземистого цемента в присутствии цитрата натрия Исследование фазового состава гидратированного цемента с комплексным ускорителем твердения Влияние ускорителей на кинетику твердения композиционного цементного камня с добавкой супер- и гиперпластификатора i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы. i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.Prospects of application of complex additives in new generation concretes
Problem statement. The aim of the work getting the concrete of new generation with application of modern efficient modifiers. Results. Using electron microscopic and X-ray diffraction studies and the influence of superplasticizers on the structure of cement stone and obtained data on the composition of hydration products of cement. The data obtained on speed of cement hydration in the presence of Hyper plasticizers. Conclusions. It is shown that reducing the water content in the compositions with additives allows to obtain a higher strength in the later stages of hardening, but the overall picture of the kinetics of hydrate formation and participation of silicate phases in the hydration process indicates some deceleration. It is established that, despite the relatively later period of hardening, the hydration processes in cement stone in the presence of Hyper plasticizers at the initial stage slowed down and this slowing down, judging by the intensities of the separated crystalline hydrated phases, is maintained for a period of up to 6 months. In General, the new classes of additives can effectively with the aim of achieving synergy effects be used with traditional accelerators and retarders, hardening like concrete hardening under normal conditions and for «cold» concrete .
Текст научной работы на тему «Перспективы применения комплексных добавок в бетонах нового поколения»
Тараканов О.В. - доктор технических наук, профессор
Калашников В.И. - доктор технических наук, профессор
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
Адрес организации: 440028, Россия, г. Пенза, ул. Германа Титова, д. 28
Перспективы применения комплексных добавок в бетонах нового поколения
Постановка задачи. Цель работ - получение бетонов нового поколения с применением современных эффективных модификаторов
Результаты. С применением электронно-микроскопических и рентгенофазовых исследований и изучено влияние суперпластификаторов на структуру цементного камня и получены данные о составе продуктов гидратации цемента. Получены данные по скорости гидратации цемента в присутствии гиперпластификаторов.
Выводы. Показано, что снижение водосодержания в составах с добавками позволяет получать более высокую прочность в поздние сроки твердения, но общая картина кинетики гидратообразования и участия силикатных фаз в процессе гидратации свидетельствуют о некотором его замедлении. Установлено, что, несмотря на достаточно поздний период твердения, процессы гидратации в цементном камне в присутствии гиперпластификаторов на начальном этапе замедлены и это замедление, судя по интенсивностям выделившихся кристаллических гидратных фаз, сохраняется на период до 6 месяцев. В целом новые классы добавок могут эффективно с целью достижения синергетических эффектов применяться с традиционными ускорителями и замедлителями твердения как для бетонов, твердеющих в нормальных условиях, так и для «холодных» бетонов.
Ключевые слова: бетон, гидратация, цементный камень, суперпластификаторы.
В современных бетонах нового поколения проблема повышения эффективности супер- и гиперпластификаторов успешно решается путем использования в качестве микронаполнителей тонкомолотых минеральных добавок, полученных на основе прочных и плотных горных пород, с размером частиц 5-10 мкм и показателем удельной поверхности 4500-5000 см2/г.
Эффективность подобных тонкодисперсных наполнителей в бетонах нового поколения определяется следующими основными факторами:
- кристаллическим строением и структурой минералов;
- зарядовым состоянием поверхности;
- способностью к гидратационному твердению в присутствии Са(ОН)2, выделяющейся при гидратации цемента.
Повышение эффективности СП и ГП при использовании ряда минеральныхпорошков, в отличии от портландцементов, может быть объяснено не только гидравлической инертностью минеральных частиц и неспособностью к
связыванию значительного количества воды уже с первых секунд после водозатворения, но и возможностью усиления многоцентровой адсорбции молекул СП и ГП на мозаично заряженной поверхности частиц минеральных порошков (например, гранита).
Более сложной задачей, при выборе минеральных добавок в качестве микронаполнителей цементных бетонов, является определение не только их реотехнологической активности в сравнении с цементными системами, но и реакционной активности по отношению к цементным системам с точки зрения связывания гидролизной извести, выделяющейся при гидратации цемента и возможности образования контактов срастания по бездефектным поверхностям микрокристаллов, формирующихся на поверхностигидратирующихся частиц цемента и микронаполнителя. Немаловажное значение имеет возможность эпитаксиального наращивания гидратных фаз цемента на подложке частиц микронаполнителя. С этой точки зрения наиболее целесообразным является применение в качестве микронаполнителя тонкомолотого кальцита.
В наполненных цементных системах оптимальные условия для агломерации и срастания частиц могут быть достигнуты применением гидратационно активных микронаполнителей и сокращением расстояний между частицами за счет оптимальной гранулометрии и снижения водосодержания. В этом случае между частицами цемента или цемента и микронаполнителя, сближенными до минимальных расстояний, места контактов могут являться активными зонами кристаллизации, связывающие частицы между собой. В присутствии макромолекул СП и ГП процесс начальной кристаллизации осложняется и замедляется. В большей степени негативное влияние СП и ГП может проявляться для гидроалюминатных фаз, поскольку органические молекулы могут проникать между слоями структуры АБш - фаз и образовывать поверхностные комплексы, благодаря вандерваальсовым силам и водородным связям.
В работе была выполнена серия электронно-микроскопических исследований поверхности С3А гидратированного в присутствии карбонатного микронаполнителя. На электронных микрофотографиях (рис. 1-2) поверхности С3А гидратированного с добавкой тонкодисперсного кальцита видны кристаллы гидратов АБш - фаз, имеющие пластинчатую слоистую структуру.Гидратная масса представлена в виде скопления кристаллов неправильной геометрической формы, имеющих очертания пластинок, лепестков, хлопьев, изогнутых пластин и т.д.
Рис. 1. Поверхность гидратированного С3А с добавкой карбонатного микронаполнителя (10 %). Сканирующая электронная микроскопия (х3000)
Рис. 2. Поверхность гидратированного С3А с добавкой карбонатного микронаполнителя (10 %). Сканирующая электронная микроскопия(х4500)
Рис. 3. Поверхность гидратированного С3А без добавок. Сканирующая электронная микроскопия (х3000)
При детальном просмотре поверхности кристаллов правильной гексагональной формы практически не обнаружено. Однако при анализе поверхности С3А, гидратированного без добавок, подобные кристаллы обнаружены (рис. 3).
Образование гидратов ЛБш - фаз при гидратации С3А подтверждено данными рентгенофазового анализа. Полученные данные электронной микроскопии свидетельствуют о протекании кристаллизационных процессов в условиях различного рода примесей, искажающих структуру кристаллов.
Касаясь образования гидросиликатных структур, следует отметить, что в присутствии минеральных добавок, примесных ионов и особенно макромолекул суперпластификаторов возможно формирование гидросиликатов кальция различного строения вследствие изменения структуры гидросиликатных мотивов в присутствие примесей. Рентгенофазовыми исследованиями продуктов гидратации цементного камня установлено, что в присутствии добавки тонкодисперсного карбонатного наполнителя в количестве 10 % от массы вяжущего, на рентгенограммах зафиксированы отражения, характерные для гиролита, ксонотлита и трускотита, отсутствующие на рентгенограммах образцов без добавки. В присутствии тонкомолотых кремнеземсодержащих минеральных добавок и высокого уровня пересыщения по Са(ОН)2, возможно образование гидросиликатной массы как на поверхности цементных частиц, так и на поверхности частиц микронаполнителя. Формирование сложных гидросиликатных структур различного строения является одной из причин повышения прочности цементных систем в присутствии тонкомолотых кремнеземсодержащих минеральных добавок.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.В последнее время на рынке химических добавок появляется огромное количество модификаторов, одним из основных компонентов которых являются супер- и гиперпластификаторы. Подобные добавки имеют достаточно сложный химический состав и конформационное строение молекул органических веществ, что, естественно, не может не отражаться на процессах гидратации и твердения цементных материалов. Хотя состав многих органических добавок известен (но не многие производители указывают точный состав), характер химического поведения многих модификаторов различен (например, при использовании цементов разных заводов и микронаполнителей, отличающихся дисперсностью и минералогическим составом).
Известно, что многие пластификаторы на поликарбоксилатной основе могут отличаться друг от друга длиной основных и боковых цепей, что различным образом влияет на характер многоцентровой адсорбции их на поверхности цементных частиц и продуктах гидратации.
Важным фактором в теории и практике применения суперпластификаторов является характер их влияния на состав продуктов гидратации цементных систем. Достаточно известно, что в большинстве случаев органические пластифицирующие добавки вызывают замедление гидратации силикатных фаз цемента и стабилизацию алюминатных ЛБш-фаз, интенсивно образующихся на ранних стадиях гидратации.
Современные гиперпластификаторы (ГП) на поликарбоксилатной основе весьма эффективны и позволяют достичь значительных пластифицирующих эффектов при меньших дозировках, чем, например, С-3 и другие комплексные добавки на его основе. В связи с этим высокие водоредуцирующие эффекты позволяют получать бетоны высокой и особовысокой прочности при рационально подобранном гранулометрическом составе бетона, видах, количестве и свойствах минеральных микронаполнителей.
В присутствии химических добавок процесс гидратообразования в цементных системах значительно осложняется, поскольку параллельно протекают процессы адсорбции, растворения, поверхностной гидратации, гидратации в растворе, образования зародышей кристаллизации. Вполне естественно, что сложные по конформационному строению молекулы суперпластификаторов, имеющие отрицательно заряженные функциональные группы, избирательно адсорбируясь на положительно заряженных центрах, оказывают негативное влияние на скорость процессов поверхностной кристаллизации, а также на структуру зародышей кристаллизации [8]. Длинные боковые цепи молекул гиперпластификаторов в свою очередь влияют на скорость зарождения и образование зародышей кристаллизации в пересыщенном растворе.
Положительным фактором использования в составе цементных композиций тонкодисперсных микронаполнителей является не только повышение реологической эффективности суперпластификаторов и уплотнение структуры, но и возможность кристаллизации гидратных фаз на частицах микронаполнителя, что способствует
формированию кристаллизационных оболочек и срастанию частиц и, в целом, повышению прочности наполненных цементных систем.
В большинстве экспериментальных исследований процессов твердения наполненных цементных композиций и бетонов нового поколения эффект значительного повышения прочности при низких В/Ц превалирует над процессом замедления, который в большей степени проявляется в период формирования коагуляционных и ранних коагуляционно-кристаллизационных структур. В более поздний период твердения самоорганизующиеся цементные системы способны к релаксации ранних напряжений и повреждений структуры. Очевидно, в большей степени это относится к гидроалюминатным фазам, которые интенсивно формируются в ранний период гидратации. Однако, малое количество алюминатных фаз в составе цемента не оказывает столь значительного влияния на конечную прочность цементных композиций. В тоже время суперпластификаторы оказывают негативное влияние на структуру ранних гидросиликатов кальция (ГСК). В последующем нормальный порядок кристаллизации ГСК восстанавливается, и цементные композиции достигают высоких прочностей. Возможно, что и молекулы суперпластификаторов, встраиваясь в гидросиликатные структуры на ранних этапах, в последующем не оказывают существенного влияния на прочность цементных материалов.
Следует предположить, что продукты гидратации в поздние сроки в составах с добавками могут отличаться от бездобавочных более в количественном отношении гидратов, чем в качественном.
С целью определения характера влияния гиперпластификаторов системы «МеШих» на состав продуктов гидратации цементного камня была выполнена серия рентгенофазовых исследований на дифрактометре Дрон - 7 в интервалах углов 10-75о и шагом 0,05о. Исследования проводились на образцах, твердевших в нормальных условиях в период 6 месяцев.
Анализ рентгенограмм показал, что основной отличительной особенностью продуктов гидратации с добавками ГП является снижение интенсивностей отражения извести (табл. 1) и увеличение интенсивностей отражений безводных силикатных фаз цемента (табл. 2).
Интенсивность отражений извести
Состав Интенсивность 1шах при d (А)
4,93 3,11 2,63 1,93 1,79 1,69 1,485 1,45
№ 1 (контрольный) 87,3 23,7 110,5 38,6 24,8 23,4 нет 10,8
№ 2 (0,5 % МеШих4930Р) 55,2 49,9 85,6 19,0 21,6 11,9 19,2 нет
№ 3 (0,5 % МеШих 5581Б) 65,4 нет 55,3 25,3 24,0 15,2 13,6 нет
№ 4 (0,5 % МеШих 1641Б) 58,2 20,4 73,6 15,9 24,4 18,3 12,5 13,6
Интенсивность отражений С38 и в- С28
Состав Интенсивность 1шах
Алит ^=2,7761 А) Алит ^=2,744 А)
№ 1 (контрольный) 27,7 16,3
№ 2 (0,5 % МеШих 4930Б) 40,7 54,7
№ 3 (0,5 % МеШих 5581Б) 47,6 51,8
№ 4 (0,5 % МеШих 1641Б) 38,8 58,5
Полученные данные свидетельствуют о том, что, несмотря на достаточно поздний период твердения, процессы гидратации в цементном камне в присутствии ГП на начальном этапе замедлены и это замедление, судя по интенсивностям выделившихся кристаллических гидратных фаз, сохраняется на период до 6 месяцев.
В целом, снижение водосодержания в составах с добавками позволяет получать более высокую прочность в поздние сроки твердения, но общая картина кинетики гидратообразования и участия силикатных фаз в процессе гидратации свидетельствуют о
некотором его замедлении. Этот факт является весьма важным с точки зрения понимания механизма действия добавок: с одной стороны как сильных водопонижающих, а с другой - как угнетающих процессы гидратации силикатных фаз цемента. Некоторые расслоения отражений извести в составах с добавками может косвенно свидетельствовать о формировании твердых растворов сложного состава, искаженных и напряженно -деформированных кристаллов ГСК.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.В отношении гидроалюминатных фаз следует отметить, что на рентгенограммах образцов с добавками ГП появляются отражения метастабильных AFm-фаз (С2АН8), а также наиболее термодинамически стабильной гидроалюминатной фазы С3АН6, что свидетельствует о возможности избирательной стабилизации гидроалюминатов кальция AFm-фаз в присутствии добавок ГП.
Рентгенофазовые исследования образцов цементного камня, гидратированного в нормальных условиях в течение 1,5 лет, с комплексной добавкой С-3 (0,5 %) и тонкодисперсного кальцита (20 % от массы цемента) показали, что на рентгенограммах образцов с добавкой значительно снижаются интенсивности отражений Са(ОН)2 (4,93; 3,11; 2,63 Ао) по сравнению с контрольным составом. Однако, характерным является факт примерно равных интенсивностей отражений алита в контрольном образце и в образце с добавкой. В целом, полученные результаты свидетельствуют о том, что процесс гидратации в присутствие добавки С-3 несколько замедлен. Однако, карбонатный наполнитель является активатором твердения алита, возможно вследствие эпитаксиального наращивания гидросиликатов кальция, а также гидратов AFm-фаз на частицах кальцита.
Важными технологическими параметрами, как для обычных бетонов так и для высокопрочных является сохранение подвижности, жизнеспособности и предотвращение расслаиваимости смесей. При введении стабилизирующих и воздухоудерживающих добавок происходит увеличение дисперсности твердой фазы, что способствует активации межчастичного взаимодействия и созданию пространственной структурной сети и снижению водо- и раствороотделению.
В бетонах нового поколения, особенно самоуплотняющихся, снижению расслаиваемости способствует присутствие значительного количества тонкодисперсной минеральной фазы. В настоящее время в технологии бетонов нового поколения и обычных наряду с традиционно используемыми эфирами целлюлозы и полимерными добавками начинают эффективно применяться добавки нового класса - регуляторы вязкости бетонной смеси. По данным [9] отмечается принципиально новый, ещё недостаточно исследованный класс добавок SAP со сверхвысокой адсорбирующей способностью. В большинстве случаев SAP представляют собой ковалентные полиэлектролиты с поперечными связями. SAP могут адсорбировать такое количество воды, которое в 20 раз превышает их вес. Добавка вводится в сухую бетонную смесь в порошкообразной форме и поглощает воду в процессе приготовления бетонной смеси.
Перспективным направлением в технологии бетонов нового поколения является применение нанометрических синтезированных гидросиликатов кальция. В целом новые классы добавок могут эффективно с целью достижения синергетических эффектов применяться с традиционными ускорителями и замедлителями твердения как для бетонов, твердеющих в нормальных условиях, так и для «холодных» бетонов [10].
Список библиографических ссылок
1. Тараканов О. В. Химические добавки в растворы и бетоны. Пенза : Изд-во Пензенского государственного университета архитектуры и строительства, 2016. 155 с.
2. Bonavetti V. L., Castellano C., Donza H., Rahhal V. F., Irassar E. F. Cement with silica fume and granulated blast-furnace slag: strength behavior and hydration // Materiales de Construcción. Vol. 64 (315). 2014. е025.
3. Monica J. Hanus, Andrew T. Harris Nanotechnology innovations for the construction industry // Progress in Materials Science. 2013. № 58. P. 1056.
4. Svatovskaya L., Shershneva M., Baydarashvily M., Sychova A., Sychov M., Gravit M. Geoecoprotective properties of cement and concrete against heavy metal ions // Procedia Engineering. 2015. Т. 117. С. 350-354.
5. Калашников В. И. Основные принципы создания высокопрочных и особовысокопрочных бетонов // Популярное бетоноведение. 2008. № 3. С. 102.
6. Калашников В. И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. Ч. 3. От высокопрочных и особовысокопрочных бетонов будущего к суперпластифицированным бетонам общего назначения настоящего // Технологии бетонов.2008.№ 1. С. 22.
7. Калашников В. И., Ерофеев В. Т., Тараканов О. В. Суспензионно-наполненные бетонные смеси для порошково-активированных бетонов нового поколения // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2016. № 4 (688). С. 30-37.
8. Ратинов В. Б., Розенберг Т. И. Добавки в бетон. М. : Стройиздат, 1989. - 188 с.
Penza State University of Architecture and Construction
The organization address: 440028, Russia, Penza, Germana Titova st., 28
Prospects of application of complex additives in new generation concretes Abstract
Problem statement. The aim of the work getting the concrete of new generation with application of modern efficient modifiers.
Results. Using electron microscopic and X-ray diffraction studies and the influence of superplasticizers on the structure of cement stone and obtained data on the composition of hydration products of cement. The data obtained on speed of cement hydration in the presence of Hyper plasticizers.
Conclusions. It is shown that reducing the water content in the compositions with additives allows to obtain a higher strength in the later stages of hardening, but the overall picture of the kinetics of hydrate formation and participation of silicate phases in the hydration process indicates some deceleration. It is established that, despite the relatively later period of hardening, the hydration processes in cement stone in the presence of Hyper plasticizers at the initial stage slowed down and this slowing down, judging by the intensities of the separated crystalline hydrated phases, is maintained for a period of up to 6 months. In General, the new classes of additives can effectively with the aim of achieving synergy effects be used with traditional accelerators and retarders, hardening like concrete hardening under normal conditions and for «cold» concrete. Keywords: concrete, hydration, cement stone, superplasticizers.
1. Tarakanov O. V. Chemical additives in mortars and concretes. Penza : Publishing house of Penza State University of Architecture and Construction, 2016. 155 p.
2. Bonavetti V. L., Castellano С., Donza H., Rahhal V. F., Irassar E. F. Cement with silica fume and granulated blast-furnace slag: strength behavior and hydration : Materiales de Construcción. Vol. 64 (315). 2014. e025.
3. Monica J. Hanus, Andrew T. Harris Nanotechnology innovations for the construction industry // Progress in Materials Science. 2013. № 58. P. 1056.
4. Svatovskaya L., Shershneva M., Baydarashvily M., Sychova A., Sychov M., Gravit M. Geoecoprotective properties of cement and concrete against heavy metal ions // Procedia Engineering. 2015. T. 117. P. 350-354.
5. Kalashnikov V. I. Basic principles of creating a high strength and abovesecurity concrete // Populyarnoye betonovedeniye. 2008. № 3. P. 102.
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.6. Kalashnikov V. I. Via rational rheology of concrete in the future. Part 3. From abovesecurity and high-strength concretes of the future to superplasticising concrete General purpose of the present // Tekhnologii betonov. 2008. № 1. P. 22.
8. Ratinov V. B. Rosenberg ti additive in concrete. M. : Stroyizdat, 1989. 188 p.
ООО «ПКФ ИННОВАЦИЯ»
Помимо высококачественной продукции мы предоставляем нашим заказчикам профессиональный сервис. Мы заботимся о том, чтобы, приобретая добавку, Вы получали только требуемые свойства. Наши сотрудники проконсультируют Вас и окажут необходимую помощь при выборе. Мы стремимся к тому, чтобы применение наших добавок всегда сопровождалось измеримым экономическим эффектом на всех этапах строительства.
Выезд на объект по просьбе заказчика
По Вашей просьбе наши сотрудники выедут на объект для испытания бетона неразрушающим контролем прочности прибором типа Оникс или ИПС. Проконтролируют процесс движения бетона от начала производства до укладки в опалубку.
Помощь лаборатории
Наша компания поможет Вам с подборами состава бетона, раствора и разработает карты подборов для достижения высоких качественных характеристик готовых бетонов, железобетонных изделий и конструкций.
При необходимости вы всегда можете обратиться к нам для испытания образцов.
О НАС
Казанская производственная компания ООО «Инновация» с 2001 года специализируется на разработке и производстве комплексных химических добавок для бетонных смесей и цементных растворов.
Ежегодно мы исследуем до 700 вариантов бетонных смесей с различными добавками. Цель — изучение свойств и характеристик бетонов с различными химдобавками и разработка добавок, которые обеспечат долговечность и высокое качество бетонов, столь необходимые в современном строительстве.
Помимо высококачественной продукции мы предоставляем нашим заказчикам профессиональный сервис.Мы заботимся о том, чтобы, приобретая добавку, Вы получали только требуемые свойства. Наши сотрудники проконсультируют Вас и окажут необходимую помощь при выборе. Мы стремимся к тому, чтобы применение наших добавок всегда сопровождалось измеримым экономическим эффектом на всех этапах строительства при условии достижения высоких качественных характеристик готовых бетонов и бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Инновации в области производства бетона: это интересно
Обычный и каркасно-армированный бетон, за последние сто лет был и остаётся основным строительным материалом во всём мире. Объём его производства вдвое превышает количество всех остальных изготавливаемых материалов, включая такие суперпопулярные, как пластик, кирпич и керамическая плитка.
Бетон доминирует по той простой причине, что зачастую других альтернатив ему просто нет. Поэтому, любые инновационные идеи, касающиеся этого материала, не остаются без внимания учёных и строителей.
Новый заполнитель для лёгкого бетона
В основном, инновационная деятельность по отношению к бетону, касается разработки его новых видов, арматуры для него, добавок. Кроме того, специалисты работают и над созданием новых конструкций и технологий, которые позволят максимально защитить или восстановить бетон.
- Сегодня нашим НИИЖБ уже разработан бетон с такой морозостойкостью и водонепроницаемостью, что вопрос снижения эксплуатационных качеств конструкций и покрытий, можно сказать, снимается с повестки дня.
- Особое внимание уделено созданию бетонов на основе саморасширяющихся цементов. Они обеспечивают бетонным конструкциям трещиностойкость, да и ту же водонепроницаемость, которая так важна для конструкций с большой протяжённостью, или подвергающихся воздействию агрессивных сред.
- И такие бетоны сегодня уже начали использовать в строительстве промышленных объектов. А вот в гражданском строительстве, наибольший интерес прикован к созданию сверхлёгких бетонных смесей с высокими прочностными характеристиками.
- В упомянутом выше институте, уже получают лёгкие теплоэффективные бетоны с маркой М600, что позволит применять их в любой климатической зоне страны. В качестве наполнителя в таком бетоне используется стекловидный заполнитель, изготавливаемый из кремнезёмистых пород.
В масштабном строительстве он должен прийти на смену заполнителям из легко вспучиваемых глин (керамзита, аглопорита). А чем же это они нам не угодили?
Аргументы исследователей
Во-первых, для изготовления керамзита в нужном объёме, в нашей стране недостаточно ресурсов, так как запасы легко вспучиваемых глин, которых и так не слишком много, стремительно истощаются. А залежи кремнезёмистых пород вряд ли можно исчерпать в ближайшие сто лет. Но не это, конечно, самое главное. Ведь если бы новый наполнитель не имел преимуществ перед старым, то и говорить было бы не о чем. Причина кроется в другом.
В России, из керамзитобетона начали строить 50 лет назад, и в принципе, можно ещё продолжать, так как у нас работает около двухсот заводов, выпускающих этот заполнитель в количестве 16млн. кубометров в год. Разработок в этой области достаточно много, однако производственные реалии от них далеки. Керамзита с плотностью 400 кг/м3, или бетона на его основе плотностью 800кг/м3, выпускается не слишком много.
Кремнезёмистые породы Вспученная глина: керамзит Вспученный перлит- Наиболее перспективным заполнителем лёгких бетонов всегда считался вспученный перлит. Но опять же: сырьевые запасы, производственная база, и некоторые технологические трудности, не дают повода считать данный материал перспективным. Поэтому вопрос поиска альтернативных вариантов заполнителей для бетона, остаётся актуальным.
- Исследователи всегда акцентируют внимание на возможностях расширения сырьевой базы – особенно, что касается конструктивных бетонов. Больше всего их интересуют гравиеподобные наполнители с закрытыми порами, твёрдая фаза которых почти на сто процентов находится в аморфном (стекловидном) состоянии.
- Причиной тому уверенность, что стекловидные заполнители с повышенными прочностными характеристиками, позволят получить эффективные с точки зрения механики и теплотехники бетоны – и не только теплоизоляционные, но и конструкционные. Это даст возможность претворять в жизнь наиболее рациональные проектные решения по ограждающим конструкциям для разных климатических условий.
Да и вообще, создание лёгкого бетона с повышенными прочностными качествами, позволит снова вернуться от трёхслойных стеновых конструкций, к однослойным. При этом, толщины в 40-50 см будет достаточно, чтобы обеспечить максимальное сопротивление стен теплопередаче.
Бетон с самоочищающейся поверхностью
Ещё одной инновацией стало создание бетона, обладающего более высокими эстетическими качествами – то есть, поверхность которого не требует финишной отделки. Это, так называемый, самоочищающийся бетон.
Всего одна добавка решает многое
Добиться этого получилось путём добавления в бетон двуокиси титана – вещества с отбеливающим эффектом, которое до этого являлось только пищевой добавкой. В продукты питания оно добавляется с той же целью – для достижения отбеливающего эффекта.
- Теперь, чтобы получить белый бетон, не надо использовать дорогостоящий белый цемент.
- Диоксид титана с успехом отбеливает и обычный серый цемент, в результате чего, декоративный бетон можно получить с незначительным удорожанием. И дело не только в эстетике материала.
- Двуокись титана выступает так же в качестве катализатора, который под воздействием ультрафиолета запускает реакцию разложения многих вредных веществ и бактерий, которые накапливаются на наружных поверхностях любых конструкций.
- По этой причине, такой бетон ещё называют фотокаталитическим.
- Способность конструкций зданий к самоочищению, играет огромную роль в экологии. Да и вообще, позволит экономить не только на отделке зданий, но и избавит от необходимости периодической очистки фасадов.
- Тем более, что большинство крупных зданий с интересной современной архитектурой, строятся сегодня именно из бетона. В Швеции, например, запущен проект по разработке не только разных сортов самоочищающихся бетонов, но и созданию других стройматериалов, которые могут быть покрыты каталитическими составами.
- Такие возможности появились, благодаря развитию нанотехнологий. Какое отношение они имеют к двуокиси титана? Всё просто – в качестве катализатора используется не просто его порошок, а наночастицы. И чем они мельче – тем активнее проявляются его свойства.
Кстати! В Японии уже давно подобную технологию используют в производстве керамической плитки и фасадных панелей.
Шведы считают необходимым значительно продвинуть исследования в области использования фотокатализаторов, и планируют наладить серийный выпуск подобных материалов. Ведь содержащийся в них или на них катализатор, будет очищать не только саму поверхность конструкции, но и воздух вокруг неё.
Особенно в этом нуждаются бетонные туннели, через которые постоянно движется поток автомобилей. На эти исследования Евросоюз выделил кругленькую сумму – более 2 млрд. долларов. Так что, в Европе тоже возлагают большие надежды на эти технологии.
Светопроницаемый бетон
К инновационным разработкам в области строительства, так же относятся технологии создания светопрозрачных материалов. Не обошли вниманием и бетон, который, оказывается, тоже может пропускать свет.
Чем обусловлен оптический эффект
Способствует этому явлению отсутствие крупного наполнителя (есть только гранитная или мраморная крошка), и присутствие стекловолокна:
- Его добавляется не более 5% от общего объёма бетона, что позволяет сохранять все его базовые качества: от прочности, до водонепроницаемости.
- Фактически, стекловолокно здесь выступает в качестве армирующей фибры, и удерживает изделия от деформации.
- Для чего вообще нужны подобные метаморфозы, да ещё и такие дорогостоящие? А дело в том, что у этого материала огромный потенциал в сфере дизайна.
- Блоки не полностью прозрачны, а только пропускают светотени, а при изменении освещения меняют рисунок.
Да что там говорить – лучше один раз увидеть!
Светопрозрачные бетонные перегородки в офисном интерьере Полупрозрачные ограждающие конструкции в жилом интерьере Витрина из светопрозрачного бетонаОбратите внимание! Степень прозрачности бетона зависит не от его толщины, а от количества в нём оптических волокон. По внешнему виду, изделие из такого бетона можно сравнить с ценными породами натурального полированного камня, что и позволило использовать его в интерьерном дизайне.
Сегодня светопроницаемый бетон производят и в России. Существует несколько вариантов его исполнения.
Это четыре базовых цвета:
Но при выполнении бетона под заказ, его могут заколеровать в любой цвет. Рисунок и структура материала тоже могут меняться в зависимости от пожеланий заказчика.
Из светопроницаемого бетона сегодня делают не только межкомнатные перегородки и фасадные плиты, но и столешницы, барные и ресепшн-стойки, малые архитектурные формы (скамьи, заборы) – и даже светильники.
Заключение
Разработчики сегодня уделяют внимание и такому направлению, как рециклирование бетона – то есть, его вторичная переработка. Сначала речь шла о том, чтобы в результате глубокой переработки можно было получать вяжущее, которое могло бы сгодиться хотя бы для производства низкомарочного бетона.
Но сегодня, тот же НИИЖБ уже работает над тем, как из такого вяжущего получить бетон высокой прочности. Кстати, его руководством в Минстрой внесено предложение о принятии программы развития бетонных технологий. Ведь бетон является материалом века – и вряд ли в ближайшем будущем что-то изменится.
Elemix: инновационная добавка для бетона от Syntheon Inc
Компания Syntheon Inc предлагает на строительный рынок инновационную добавку для бетона Elemix, которая изготовлена из специальных легких синтетических гранул (LSP). Наличие этих частиц, равномерно распределяющихся в бетонной смеси, обеспечивает уменьшение массы конструкционного бетона при сохранении объема, однородности, высокой прочности и других характеристик.
Как показали недавние исследования, добавка Elemix повышает устойчивость бетона к растрескиванию и воздействию огня, а также увеличивает количество циклов замораживания-оттаивания без существенных изменений в конструкции бетона.
Бетонные фундаменты и другие конструкции низкой плотности с добавкой Elemix способны выдерживать значительные нагрузки, например, поддерживать зеленую крышу или каркасно-стеновые системы. При этом бетон с добавкой Elemix способствует снижению расхода материалов на строительство и потенциальному улучшению энергоэфективности.
Таким образом, добавка Elemix может быть использована в любых бетонных конструкциях, в которых легкость и долговечность являются основополагающими факторами. Она позволяет существенно сократить сроки и проектную стоимость строительства, значительно снизить нагрузку здания за счет минимизации использования стальной арматуры, обеспечить улучшение свойств бетона по теплопроводности. В частности, добавка Elemix в бетоне актуальна для строительства:
Читайте также: