На главную страницу
Главная -> Материалы и инструменты -> Высокопрочный бетон




Высокопрочный бетон.

Высокопрочный бетон характеризуется минимальной прочностью при сжатии не менее чем 50 МПа. На сегодня получение бетонов прочностью до 100 МПа уже не представляет большой проблемы, а в научных кругах речь идет о возможности создания бетонов прочностью 400÷800 МПа.

Международными организациями, регламентирующими строительство приняты новые термины и их определения относительно бетонов с повышенной прочностью. Высокопрочный бетон (High Strength Concrete) – это бетон, который характеризуется прочностью при сжатии образцов-цилиндров с усилием 60÷130 МПа или образцов-кубов с усилием 72÷156 МПа.

Преимуществами таких бетонов считают улучшенную легкость укладывания и прочность, которая способствует ускорению строительства и созданию значительно более дешевых и долгосрочных конструкций. Главными отраслями использования высококачественных бетонов является строительство высотных сооружений, атомные электростанции, гидротехнические сооружения, большие мосты, различные инженерные сооружения, покрытия дорог.

Пионеры практического использования таких бетонов – строительные фирмы Франции, Японии, США, Норвегии.

Основными условиями получения высокопрочных бетонов является использование высокоактивных вяжущих веществ (портландцементы, щелочные цементы, вяжущие вещества с низким водопоглощением, полимерные вяжущие вещества), крупных и мелких заполнителей соответствующего качества и гранулометрического состава. Также важно проектирование жестких бетонных смесей, использование пластифицирующих добавок, в том числе суперпластификаторов, а также микронаполнителей.

Внедрение высокопрочных бетонов в строительстве позволяет существенно уменьшить габариты конструкции, а, соответственно, и объем бетона, сократить расходы арматурной стали в железобетонных конструкциях. Уменьшение размеров сечения дает возможность изготавливать конструкции под разные нагрузки в формах одного типоразмера, что ведет к сокращению парка форм.

Среди высокопрочных бетонов последнего поколения наибольшее внимание привлекают:

1. Бетоны, полученные на основе портландцемента, модификация структуры которых осуществлена за счет использования суперпластификаторов (для снижения водоцементного отношения) и микронаполнителей. Прочность при сжимании таких материалов достигает 100 МПа, а после гидротермальной обработки – 300-500 МПа. В зарубежной профессиональной литературе такие бетоны известны под названием DSP (Densified Small Particles).

2. Портландцементные бетоны, которые содержат в своем составе водорастворимые полимеры (например, гидроксиполимерцеллюлозу и гидролизованный полихлоридвинил), которые повышают степень скольжения частичек и поэтому обеспечивают их высокую плотность. Эти композиты отличаются высокой прочностью при сжимании и изгибе (до 150 МПа), модуль Юнга составляет 40-50 ГПа, сопротивление образованию трещин – 1 кДж•м2. Они могут содержать наполнители, которые позволяют получать материалы со специальными свойствами (повышенной твердостью, электропроводностью, износостойкостью).

3) Бетонные полимерные композиты, которые разделяют на три группы:
– бетоны полимерно-цементные (РСС - Polymer Cement Concrete);
– бетоны пропитанные полимерами (РОС - Polymer Impregnated Concrete);
– бетоны полимерные (PC - Polymer Concrete).

В полимерно-цементных композитах (РСС) процесс полимеризации полимеров происходит или непосредственно перед гидратацией цемента, или параллельно самому процессу гидратации. Сравнительно с обычными бетонами, РСС являются более стойкими к действию динамических сил, отличаются более высокими значениями прочности при сжимании, при изгибе, при растяжении, более высокой адгезией и водонепроницаемостью.

Используют такие композиты для строительства лестниц, дорог, полов, стяжек, для ремонта и наращивания нового бетона на старом, для устранения трещин, усиления перекрытий, антикоррозийной защите бетонов и как уплотняющий материал.

Полимерные пропитанные бетоны получают путем импрегнации (пропитки) бетонных конструкций в сухом состоянии жидкими мономерами или полимерами со следующей полимеризацией их внутри бетона в результате термической, каталитической или радиационной обработки. Пропитанные бетоны по сравнению с обычными, характеризуются меньшей пористостью, повышенной стойкостью при действии агрессивных сред, низкой ползучестью и относительно высокими упругими свойствами.

Используют эти композиты для гидротехнического, в том числе морского строительства при сооружении нефтяных платформ в море; для строительства покрытий мостов; строительства туннелей; коррозионностойких полов; контейнеров для радиоактивных отходов; труб, которые работают под давлением; износостойких материалов.

Полимерные бетоны получают на основе синтетических смол (полимеров или мономеров) и соответствующих заполнителей. Композиты характеризуются высокой прочностью при сжимании, химической стойкостью, стойкостью к действию атмосферных факторов и хорошим схватыванием. Используют такие материалы для изготовления коррозионностойких полов, антикоррозийной защиты материалов, фундаментов для станков.

Быстрое наращивание прочности позволяет применять их для ремонта и возобновления автострад, при проведении аварийных работ на ответственных объектах.

Высокопрочные фибробетоны нового класса HPFRCC (High Performance Fiber Reinforced Concrete) отличаются от обычных фибробетонов повышенным содержанием волокон, которое обуславливает подобие их характеристик к соответствующим характеристикам металла, например, прочность при сжимании достигает 800 МПа. При этом имеет место высокая прочность при растяжениях и деформациях, хорошее сцепление с волокнами и низкая способность к образованию трещин.

Представителями этого класса бетонов являются следующие композиты: 1. Slimy Infiltrated Fiber Concrete (SIFCON); 2. Slurry Infiltrated Mat Concrete (SIMCON); 3. Reactive Powder Concrete (RPC); 4. High Performance Fiber Reinforced Concrete (HPFRC); 5. Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC).

Достаточно интересными являются композиты "Ductal" (бетон типа RPC), свойства которых аналогичны свойствам композитов группы UHPC (Ultra High Performance Concrete). Прочность при сжимании таких композитов составляет 180÷230 МПа, при растяжении – 30÷50 МПа, общая энергия образования трещин – 20000÷30000 Дж/м2.

"Ductal" – это материал с уникальной комбинацией свойств, которые могут быть применены при получении тонких профилей и оболочек, легких конструкций сложной геометрии и разных форм, и одновременно коррозионностойких и долговечных. Его использование позволяет снизить стоимость строительства, повысить безопасность конструкций и увеличить время их эксплуатации.



Пользовательский поиск