Публикации »

Бетоны с предсказуемым характером

Бетоны с предсказуемым характером

 

Эффективность технологий монолитного строительства напрямую зависит от эксплуатационных характеристик используемых бетонов. Комплексные химические добавки помогают получить бетоны с необходимыми в каждой конкретной ситуации параметрами.

 

Комплексный подход

Среди комплексных добавок для бетонов и растворов специалисты отмечают суперпластификаторы, которые выпускаются в жидкой и сухой форме двух типов: с нормальным и пониженным воздухововлечением.

К первому типу относится суперпластификатор, обеспечивающий ускоренный темп набора прочности бетоном и незначительный прирост прочности в возрасте 28 суток. Ко второму — добавка, обеспечивающая более выраженное ускорение набора прочности бетоном и повышение его прочности в проектном возрасте. Для повышения сохраняемости бетонных и растворных смесей практикуется еще одновременное взаимодействие смеси суперпластификатора с различными компонентами.

Результатом подобного соединения стали комплексные пластифицирующие добавки для бетонных и растворных смесей повышенной сохраняемости. Их применение наиболее целесообразно в тех случаях, когда по технологии необходимо обеспечить длительную сохраняемость бетонного раствора (в частности, в жаркую погоду). Простой пример — транспортировка бетона на большие расстояния или подача бетононасосами. Варьируя соотношение смеси суперпластификатора c воздухововлекающим и гидрофобизирующим компонентами, производители получают «литые» бетоны с повышенной влагонепроницаемостью, трещиностойкостью и морозостойкостью.

Применение некоторых полифункциональных комплексных добавок обеспечивает повышение морозостойкости бетона до 400 циклов и более. Подобные добавки достаточно широко применяются при изготовлении сборных и монолитных железобетонных конструкций, зданий и сооружений различного назначения.

На сегодняшний день в число лидеров на рынке суперпластификаторов, как по объемам применения, так и по своим эксплуатационным качествам, входят синтетические добавки на основе полимерных сульфокислот нафталина. Они выпускаются в сухой и жидкой формах и могут быть двух типов: с обычным и  пониженным воздухововлечением. В состав этих суперпластификаторов входят продукты поликонденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. Благодаря этому соединению удается получать высокоподвижные смеси без снижения прочности бетона на сжатие.

При использовании водоредуцирующей способности добавки повышение прочности равноподвижного бетона в ранние сроки твердения (1–7 суток) составляет 40–60%, в возрасте 28 суток — от 20 до 30%. При использовании суперпластификатора в дозировке 0,4–0,7% от массы цемента достигается заметное увеличение подвижности бетонной смеси без снижения прочности во все сроки твердения. Также наблюдается снижение водопотребности на 20–25% и значительное снижение энергозатрат на стадии виброуплотнения, повышается сила сцепления бетона с арматурой и металлоизделиями.

Благодаря использованию добавки появляется технологическая возможность изготовления бетонов с повышенными водонепроницаемостью и морозостойкостью («литых» бетонных смесей). Разновидность подобного суперпластификатора с пониженным воздухововлечением позволяет, помимо указанных эффектов, снизить дополнительное воздухововлечение в бетонные смеси до 1%. Это способствует повышению прочности бетона, устранению крупных пор и улучшению качества его поверхности.

При всех своих достоинствах железобетон не может должным образом противостоять нагрузкам на растяжение. Хотя непосредственного разрушения материала и не происходит, но через образующиеся трещины в конструкцию попадает влага, которая со временем разъедает металлическую арматуру и снижает эксплуатационные свойства фундамента. Над устранением этой проблемы специалисты работают давно.

Кроме использования химических добавок, стоит обратить внимание и на метод так называемого предварительно напряженного железобетона, при котором используется свойство бетона повышать свою устойчивость к разрушению при сжатии: стальные канаты прокладываются сеткой между верхней и нижней арматурной в изготавливаемом железобетонном перекрытии. Во избежание сцепления этих канатов с бетоном их располагают в специальных каналообразователях. За счет натяжения канатов гидравлическими домкратами относительно анкеров (на стадии набора бетоном 20–30% прочности) на торец железобетонной конструкции прикладывается напряжение.

Технология предварительного напряжения позволяет повысить прочность железобетонных конструкций почти в 25 раз. Кроме этого, перекрытия приобретают высокую несущую способность всего за 3–4 дня, заметно снижается трудоемкость строительных работ, в том числе, за счет сокращения расхода стали и бетона до 50%. Попутно достигается экономия в весе здания (почти в 2–3 раза), а это снижает нагрузку на фундамент и позволяет увеличить его высотность. Специалисты отмечают, что наиболее эффективно применение перекрытий из предварительно напряженного бетона при реализации масштабных проектов с большим расстоянием между несущими колоннами (более9 метров): например, крупных торговых центров, паркингов, складских и спортивных сооружений, отелей, промышленных зданий и мостов.

 

Проникая в глубь

Влиять на свойства бетонов можно не только на стадии его изготовления, но и в уже готовых конструкциях, например, с целью повышения их эксплуатационных качеств путем ликвидации возможных пор и микротрещин, попадая в которые агрессивная среда постепенно может привести к разрушению бетона. Особенно это актуально в случае с возведением и использованием фундаментов, а также несущих и ограждающих конструкций, испытывающих воздействие внешней среды.

Для защиты от разрушающего эффекта грунтовых вод, а также воздуха с высоким содержанием влажности широкое распространение получили специальные гидроизоляционные составы проникающего действия. Как правило, они состоят из высокомарочного портландцемента, кварцевого песка определенной фракции и модифицированных химических добавок. Активные составляющие таких добавок распределяются в порах бетона. В результате происходящих в бетоне химических реакций образуются нерастворимые кристаллы, которые практически полностью заполняют пустоты и микротрещины, и таким образом удается предотвратить проникновение воды в поры бетонной конструкции. При этом в большой степени сохраняется ее воздухо- и паропроницаемость, что весьма важно для обеспечения достойного микроклимата в жилых и производственных помещениях здания.

Кроме того, на поверхности бетона образуется высокопрочное покрытие толщиной 2–3 мм, которое предотвращает процесс вымывания активных веществ даже при значительном напоре воды. Причем при возникновении нового контакта с водой в период эксплуатации конструкции процесс кристаллизации в порах и капиллярах бетона возобновляется. В результате «залечивающий» эффект по уплотнению материала развивается дальше — в глубину.

Подобные составы образуют единое целое с обрабатываемым материалом. Они зарекомендовали себя в качестве надежной внутренней гидроизоляции сооружений заглубленного или полузаглубленного типа, возводимых из бетона, железобетона и других каменных материалов: овощехранилища, подвалы зданий, гаражи, тоннели, шахты, канализационные сооружения, а также бассейны, емкости и  плотины, т. е. те инженерные объекты, которые в процессе своей службы сталкиваются с постоянной инфильтрацией грунтовых вод.

Использование таких гидрозащитных составов в заглубленных помещениях изнутри избавляет от необходимости демонтировать внешнее дорогостоящее гидроизоляционное покрытие. Кроме того, они одинаково технологичны и эффективны как при новом строительстве, так и при ремонте старых строительных конструкций. При создании горизонтальных гидроизоляционных слоев в однородных плотных стенах такие составы обеспечивают практически полную непроницаемость для воды и других жидкостей и при высоком гидростатическом давлении.

Среди прочих полезных свойств, которыми обогащаются бетонные конструкции благодаря составам проникающего действия, специалисты отмечают морозостойкость, долговечность, пожаро- и взрывобезопасность, стойкость к агрессивным средам и ультрафиолету. При этом они высокотехнологичны и экологически безопасны. Обработанные поверхности можно облицовывать кафелем, окрашивать и оштукатуривать.

Таким образом, для защиты бетонных конструкций от воздействия воды и агрессивных сред специалисты рекомендуют использовать гидроизоляционные материалы на цементной основе. Например, состав Wascon относится к группе таких материалов и характеризуется следующими технологическими и эксплуатационными свойствами. 1. При проникновении его на глубину порядка100 ммпо всему фронту нанесения поверхности бетона по истечении 28 суток обеспечивается степень адгезии не мене 2–2,4 МПа. Это позволяет бетону выдерживать давление воды (как положительного, так и отрицательного вектора) величиной в 1 МПа. 2. С помощью состава удается ликвидировать протечки в бетоне при постоянном притоке воды. 3. После обработки бетон демонстрирует стойкость к агрессивным средам, таким, как минеральные соли, щелочи и нефтепродукты. При этом обработанная бетонная поверхность наряду с водопроницаемостью сохраняет свойства паро- и газопроницаемости. 4. Материал прост в использовании — перед нанесением достаточно ограничиться зачисткой обрабатываемой поверхности для открытия капиллярных пор и лучшего увлажнения (выполнение работ может быть ручным и механизированным). 5. Гидроизоляция может проводиться изнутри, без выполнения дорогостоящих работ по демонтажу и восстановлению внешней гидроизоляции. 6. Материал не токсичен, не содержит растворителей, не выделяет испарений, не радиоактивен.

 

Андрей Леонидов

Автор: Андрей Леонидов
Дата: 04.04.2013
Журнал Стройпрофиль 106
Рубрика: бетоны и жби: технологии, оборудование




«« назад