Телефон: +7 (383)-202-16-86

Статья опубликована в рамках: LII Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 18 ноября 2015 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Строительство и архитектура

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ БЕТОНА // Технические науки - от теории к практике: сб. ст. по матер. LII междунар. науч.-практ. конф. № 11(47). – Новосибирск: СибАК, 2015.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

 

ИННОВАЦИОННЫЕ  ТЕХНОЛОГИИ  В  ПРОИЗВОДСТВЕ  СОВРЕМЕННЫХ  ВИДОВ  БЕТОНА

Хамхоева  Залина  Магометовна

ассистент  кафедры  строительных  дисциплин

Ингушского  государственного  университета, 
РФ,  г.  Магас

E-mail: 

 

INNOVATIVE  TECHNOLOGIES  IN  PRODUCTION  OF  MODERN  TYPES  OF  CONCRETE

Zalina  Khamkhoeva

assistant  of  the  Department  of  Construction  Disciplines

of  Ingush  State  University, 
Russia,  Magas

 

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены  инновационные  технологии  в  производстве  современных  видов  бетона.  На  основе  метода  обобщения  получена  классификация  инновационных  технологий,  которые  позволяют  изменять  структуру  бетона  на  различных  уровнях.  Приведены  эксплуатационно-технические  характеристики  бетона,  которые  можно  повышать  за  счет  использования  результатов  инновационных  разработок.

ABSTRACT

Innovative  technologies  in  the  production  of  modern  types  of  concrete  have  considered  in  this  paper.  The  classification  of  innovative  technologies  that  allow  changing  the  concrete  structure  at  various  levels  obtained  on  the  basis  of  generalizations.  Operational  and  technical  characteristics  of  the  concrete  which  can  be  enhanced  through  the  use  of  the  results  of  innovative  developments  have  provided.

 

Ключевые  слова:  высокотехнологичные  бетоны;  самоуплотняющиеся  бетоны;  высокодеформативные  бетоны;  суперпластифицирующие  добавки;  зеленый  бетон.

Keywords:  high-performance  concrete;  self-compacting  concrete;  strain  hardening  cement-based  concrete;  superplasticizers;  green  concrete.

 

Бетон  является  основным  конструкционным  материалом,  объемы  производства  которого  в  мире  составляют  более  3-х  млрд.  кубометров  в  год  [3].  Благодаря  современным  инновационным  технологиям  в  области  создания  химических  добавок,  армирования,  совершенствования  помольного  оборудования  за  последние  три  десятка  лет  было  разработано  большое  количество  новых  видов  бетона:  высокопрочные,  самоуплотняющиеся,  высокодеформативные,  текстиль-армированные  бетоны  и  др. 

Составы  этих  бетонов  проектируются  в  рамках  концепции  «зеленого  бетона»  [6].  Одним  из  критериев  оценки  бетона  в  рамках  этой  концепции  становится  показатель  удельного  расхода  портландцемента  на  1  МПа  прочности,  в  отличие  от  традиционного  показателя  ‒  расхода  портландцемента  на  1  куб.  метр  бетона.

Повышение  прочности  бетона  при  одновременном  снижении  расхода  портландцемента  стало  возможно  благодаря  использованию  результатов  инновационных  разработок,  что  способствовало  изменению  структуры  бетона  на  различном  уровне:  макро-,  микро-,  и  наноуровне.

Большая  часть  конструкционного  бетона  производится  на  основе  портландцемента.  В  рамках  концепции  «зеленого  бетона»  стремятся  по  возможности  большую  часть  портландцемента  заменить  молотыми  минеральными  добавками  без  снижения  технических  характеристик  бетона.  Благодаря  созданию  принципиально  нового  помольного  оборудования  появилась  возможность  получения  минеральных  добавок  с  очень  высокой  тонкостью  помола.  В  связи  с  этим,  ряд  минеральных  добавок  из  «инертных»  стали  «активными»,  т.  е.  они  стали  взаимодействовать  с  продуктами  гидратации  портландцемента.  Одной  из  таких  добавок  является  молотый  кварцевый  песок  –  один  из  обязательных  компонентов  в  составе  высокопрочных  и  самоуплотняющихся  бетонов  [4–5].

Для  получения  тонкодисперсных  минеральных  частиц  из  горных  пород  и  побочных  продуктов  промышленности  используют  планетарные  шаровые  мельницы,  центробежно-эллиптические  мельницы.  Использование  эффективного  классификатора  для  разделения  в  воздушных  потоках  дисперсных  материалов  позволяет  регулировать  гранулометрический  состав  минеральных  порошков  (классифика­тор  центробежн­о-динамическ­ий)  и  снижать  энергозатраты  мельницы.

Благодаря  инновационным  технологиям  происходят  изменения  в  оценке  тонкости  помола  вяжущих  и  минеральных  порошков.  Традиционно  тонкость  помола  оценивается  остатком  на  стандартном  сите  или  удельной  поверхностью  порошка.  В  настоящее  время  гранулометрический  состав  молотой  минеральной  добавки  или  цемента  можно  эффективно  определить  с  помощью  лазерного  дифракционного  анализатора  размера  частиц  (Helos,  MicroSizer  201,  Analisette  22).

Обладая  информацией  о  гранулометрическом  составе  минерального  порошка,  создаются  цементные  матрицы  с  высокой  плотностью  упаковки  частиц,  что  способствует  повышению  прочности  бетона.  Благодаря  этому  были  разработаны  реакционно-порошковые  бетоны.

Следует  отметить,  что  современные  виды  бетонов  нельзя  создать  без  эффективных  пластифицирующе-водоредуцирующих  добавок.  Суперпластификаторы  на  поликарбоксилатной  основе  были  впервые  запатентованы  в  Японии  в  1981  году  [5].  Благодаря  использованию  этих  суперпластификаторов  японскими  учеными  была  сформулирована  концепция  самоуплотняющегося  бетона,  а  сам  бетон  нашел  практическое  применение  при  строительстве  моста  Akashi-Kaikyo.

Современные  исследования  направлены  на  получение  конструкционного  бетона,  армированного  текстильными  материалами,  и  воспринимающего  высокие  несущие  нагрузки,  в  том  числе  динамические.  Инновационной  технологией  стало  применение  композитной  арматуры  взамен  металлической  [2].  Волокна  и  текстиль  обеспечивают  трехмерное  укрепление  бетона.  Основные  преимущества  текстиль-армированного  бетона  состоят  в  следующем:  отсутствие  коррозии  и  повышенная  долговечность,  более  тонкие  и  легкие  конструкции,  возможность  создания  сложных  форм  за  счет  хорошей  гибкости.

Рассмотрим  инновационные  технологии  в  производстве  современных  видов  бетона.  На  основе  метода  обобщения  можно  классифицировать  инновационные  технологии  по  влиянию  на  структуру  бетона  на  различных  уровнях  (таблица  1).  Также  в  таблице  приведены  эксплуатационно-технические  характеристики  бетона,  которые  можно  повышать  за  счет  использования  результатов  инновационных  разработок.

Таблица  1.

Инновационные  технологии  в  производстве  современных  видов  бетона

Уро-вень  струк-туры  бетона

Элемент

структуры

Инновационная  технология

Эффект

Эксплуатационно-технические  характеристики  бетона

Макро-уровень

Крупный  заполнитель

Обработка  поверхности  заполнителя  суперпластифика-тором  на  поликарбоксилатной  основе

Хорошая  адгезия  цементного  камня  к  заполнителю

Повышение  прочности,  морозостойкости,  долговечности

 

Поры

Самоуплотняющаяся  бетонная  смесь

Поверхность  затвердевшего  бетона  гладкая,  без  раковин

Арматура

Композитная  арматура,  полимерный  текстиль

Трехмерное  упрочнение  бетона

Повышение  динамической  прочности

Микро-уровень

Цемент-ный  камень

Армирование  минеральными  волокнами  длиной  1–5  мм  и

диаметром  10‒50  мкм  (стекловолокно,  базальтовое  волокно  и  др.)

Дисперсное  армирование  цементного

камня  на  микроуровне

Повышение  предела  прочности  при  растяжении,  изгибе,  ударной  прочности

Капиляр-ные  поры

Использование  тонкодисперсных  минеральных  добавок  совместно  с  суперпластификатором

Повышение  плотности  упаковки  частиц

Повышение  прочности,  морозостойкости,  долговечности

Субмик-роуровень

Кристалло-гидратные  сростки

Выращивание  игольчато-волокнистых

кристаллов  при  гидратации  цемента

Дисперсное  армирование  цементного

камня  на  субмикроуровне

Повышение  предела  прочности  при  изгибе

Субкапи-лярные  поры

Синергетический  эффект  от  совместного  использования  суперпластификатора  на  поликарбоксилатной  основе  и  реологически  эффективной  минеральной  добавки

Повышение  плотности  цементного  камня

Повышение  прочности,  морозостойкости,  водонепроницаемости

 

Нано-уровень

Кристалло-гидратные  сростки

Введение  в  состав  бетона  наноразмерных  волокон  углерода  [1],  хризотила

и  др.  длиной  500–700  нм  и  диаметром  5–20  нм

Дисперсное  армирование  цементного

камня  на  наноуровне

Повышение  предела  прочности  при  сжатии  и  изгибе,  снижение  трещино-стойкости

 

 

Таким  образом,  рассмотрев  различные  инновационные  технологии  в  области  получения  современных  видов  бетона,  можно  заключить,  что  в  развитии  технологии  бетона  произошел  значительный  рывок.  Это  позволяет  создавать  новые  конструкции  и  архитектурные  решения.  Многие  из  1рассмотренных  в  работе  инновационных  технологий  были  использованы  при  строительстве  небоскребов  ММДЦ  «Москва-Сити».

 

Список  литературы:

  1. Карпова  Е.А.,  Али  Э.М.,  Скрипкюнас  Г.,  Керене  Я.,  Кичайте  А.,  Яковлев  Г.И.,  Мацияускас  М.,  Пудов  И.А.,  Алиев  Э.В.,  Сеньков  С.А.  Модификация  цементного  бетона  комплексными  добавками  на  основе  эфиров  поликарбоксилата,  углеродных  нанотрубок  и  микрокремнезема  //  Строительные  материалы.  –  2015.  –  №  2.  –  С.  40–48.
  2. Композитная  арматура.  Патент  RU2405092,  Дата  опубл.:  27.11.2010  Бюл.  33
  3. Мюллер  К.,  Пальм  С.  Рост  прочности  и  долговечность  цементов  с  повышенным  содержанием  известняка.  /  Цемент  и  его  применение.  –  2013.  ‒  №  2.  ‒  С.  36–39.
  4. Петрова  Т.М.,  Серенко  А.Ф.,  Джаши  Н.А.,  Смирнова  О.М.  Самоуплотняющиеся  бетоны:  история  и  современность  //  Строительный  тендер.  –  2009.  –  №  40–41.  –  С.  44–46.
  5. Смирнова  О.М.  Высококачественные  бетоны  для  предварительно  напряженных  железобетонных  подрельсовых  конструкций  //  автореферат  дис.  кандидата  технических  наук:  05.23.05  /  Санкт-Петербургский  государственный  архитектурно-строительный  университет.  Санкт-Петербург,  2013.
  6. Mohammed  S.  Imbabi,  Collette  Carrigan,  Sean  McKenna.  Trends  and  developments  in  green  cement  and  concrete  technology  //  International  Journal  of  Sustainable  Built  Environment,  Volume  1,  Issue  2,  December  2012,  Pages  194–216.
  7. Nippon  Shokubai  Co.,  Ltd.  Cement  Dispersant  1981  JP,  Sho  59-18338.
Проголосовать за статью
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий