СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СВОЙСТВ ТРЕЩИНОСТОЙКИХ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ

Мелкозернистые бетоны применяются в строительстве при осуществлении:

- кладочных работ [1];

- отделки интерьеров и фасадов зданий [2];

- устройства промышленных полов и дорожных покрытий [3,4].

Мелкозернистые бетоны в силу своей рецептуры и технологических ограничений, обусловленных областями их применения, как правило, обладают невысокой трещиностойкостью [5]. Соотношение между прочностью на растяжение и сжатие составляет 0,06…0,15. Причем, чем выше класс бетона по прочности на сжатие, тем меньше величина этого соотношения [6].

Современное строительство в своем развитии нацелено на повышение прочности применяемых материалов [7], поэтому повышение их трещиностойкости является важной профессиональной проблемой.

Мелкозернистый бетон обладает:

– повышенной прочностью при изгибе и растяжении (на 20-30% больше, чем у бетона, содержащего крупный заполнитель);

– повышенной однородностью структуры, достигаемой путем использования мелкого заполнителя [9];

– повышенной замкнутой пористостью потому, что песок, обладая большей суммарной поверхностью, способен удерживать мелкие фракции воздуха;

–повышенной водонепроницаемостью при правильно подобранном соотношении сырьевых компонентов.

Есть ряд особенностей структуры мелкозернистых бетонов:

- «жесткий скелет» заполнителя сложен из дисперсных частиц размером от 0,16 до 5 мм и для обеспечения требуемой удобоукладываемости смесей и прочности затвердевшего материала предопределяет потребность в повышенном расходе минерального вяжущего;

- по сравнению с бетонами слитной структуры содержит большее количество вовлеченного воздуха, т.е. мелких замкнутых пор, что может положительно влиять на параметры морозостойкости.

Поскольку мелкозернистые бетоны чаще всего применяются для отделки фасадов зданий и изготовления тонкостенных железобетонных конструкций, то с практической точки зрения кроме прочности чрезвычайно важна их трещиностойкость [10].  В ХХ веке важнейшим инструментом повышения трещиностойкости мелкозернистых бетонов были технологические приемы, обеспечивающие уменьшение капиллярной пористости цементного камня [11].

Получение высокопрочных и высококачественных бетонов успешно решается модифицированием их структуры комплексными добавками различного функционального назначения. В ближайшем будущем произойдет замещение традиционных бетонов многокомпонентными [14].

В таких бетонах применяют модификаторы, которые могут изменять реологические и технологические характеристики бетонных смесей и способствовать повышению физико-механических свойств бетона. Многокомпонентность бетонной смеси позволяет эффективно управлять структурообразованием на всех этапах технологии и получать бетон с различными свойствами. Основным компонентом таких бетонов являются тонкодисперсные добавки – наполнители с высокими пуццоланическими свойствами [15].

В настоящее время в качестве наполнителей используют измельченные отходы металлургической и энергетической промышленности, кварцевые пески, известняки и карбонаты, доломиты, отходы от производства бетона. Особенно эффективно использование таких добавок в комплексе с суперпластификаторами и армирующими элементами.

Реламикс-М − суперпластификатор и ускоритель твердения обеспечивает: увеличение подвижности бетонной смеси без снижения прочности; снижение водопотребности бетонной смеси; увеличение прочности бетона во все сроки нормального твердения; сокращение энергозатрат на тепло-влажностную обработку; увеличение сцепления бетона с закладной арматурой; получение бетонов с повышенной водонепроницаемостью, трещиностойкостью, морозостойкостью. Реламикс-М не содержит хлоридов и может применяться при изготовлении армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

ПФМ-НЛК – смесь суперпластификатора с воздухововлекающим и гидрофобизирующим компонентами. Обеспечивает получение при соответствующем подборе состава бетонной смеси литых бетонов с повышенной водонепроницаемостью, трещиностойкостью, морозостойкостью (до 400 циклов и более) [12].

Использование бетонов в таких областях как:

• высотное строительство, возведение мостов;

• непроницаемые для жидкостей резервуары/поверхности в установках для хранения, дозирования и транспортировки экологически опасных жидкостей;

• облицовка водоочистных установок;

• промышленные напольные покрытия;

• бетон для несгораемых сейфов привело к разработке высокопрочного бетона [13]. Но технологический прогресс не стоит на месте, и возможностей таких бетонов становится недостаточно.

С целью снизить риск получения травм, опасности для жизни при изнашивании и разрушении бетонных изделий и конструкций появляются все новые виды добавок и заполнителей. Одним из наиболее современных и безопасных модифицированных бетонов является фибробетон.

Это разновидность цементного бетона, в объеме которого равномерно распределены фибры – волокна из металла, тонкой стальной проволоки, полимеров, древесины и т.п. Фибра выполняет функции армирующего компонента, что способствует улучшению качества бетона, повышает его трещиностойкость и деформативность. Фибробетоны применяют в сборных и монолитных конструкциях, работающих на знакопеременные нагрузки.

Введение в состав бетона дисперсно-армирующих волокнистых компонентов − эффективный метод повышения его прочности на растяжение и изгиб, который также уменьшает образование трещин на всех уровнях структуры бетона, что способствует комплексному увеличению его трещиностойкости и долговечности.

Список литературы:

1. Ватин Н.И., Галузин В.М. Технология строительных процессов. Каменные работы. // СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 110 с.
2. Гринфельд Г. И. Инженерные решения обеспечения энергоэффективности зданий. Отделка кладки из автоклавного газобетона //СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 130 с. (с.56,57 о мелкозернистом)
3. CтройПРОФИль №3(73) 2009 www.spf.ccr.ru, www.stroy-press.ru// А. М. ГОРБ, член Международного союза экспертов по строительным материалам, системам и конструкциям RILEM, Американского института бетона ACI, Британской ассоциации бетона (CS); И. А. ВОЙЛОКОВ, доцент кафедры ТОЭС СПб ГПУ
4. Макаева А.А., Кравцов А.И. Определение основных свойств бетона для дорожных и аэродромных покрытий: Методические указания к лабораторной работе по курсу Материаловедение. Технология конструкционных материалов. //Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. –19 с.
5. Леонович С. Н., Литвиновский Д. А.  Прочность, трещиностойкость и долговечность конструкционного бетона при температурных и коррозионных воздействиях. Ч. 1 //Минск : БНТУ, 2016. – 393 с.
6. ГОСТ 26633 - 2015 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
7. Руднов В. С. [и др.] Строительные материалы и изделия : учеб. пособие // Екатеринбург : Изд-во Урал.ун-та, 2018 — 203 с.
8. Брыков, А.С. Гидратация портландцемента : учеб.пособие. //С-Петерб. - М.: СПбГТИ(ТУ), 2008. – 32 с.
9. Хозин, В.Г., Морозов, Н.М., Мугинов, Х.Г. Особенности формирования структуры модифицированных песчаных бетонов // Строительные материалы. 2010 №9. С. 72-73.
10. Прочность, трещиностойкость и долговечность конструкционного бетона при температурных и коррозионных воздействиях: монография : в 2 ч. Ч. 1 / С. Н. Леонович [и др.], под ред. С. Н. Леоновича. – Минск : БНТУ, 2016. – 393 с.
11. Несветаев Г.В. Бетоны: учебное пособие//Ростов н/Д: Феникс, 2011. —381с.
12. Тараканов О.В. Химические добавки в растворы и бетоны: моногр. / О.В. Тараканов. – Пенза: ПГУАС, 2016. – 156 с.
13. Ахвердов, И.Н. Высокопрочный бетон [Текст] / И.Н. Ахвердов. – М.: Госстройиздат, 1961. – 162 с.
14. Корчагина О.А., Однолько В.Г. Материаловедение. Бетоны и строительные растворы: Учебное пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. —80 с.
15. Мещерин В. Высокопрочные и сверхпрочные бетоны: Технологии производства и сферы применения// CтройПРОФИль №8(70) 2008 с. 32