Сверхпрочный бетон нового поколения

Содержание

Чем высокопрочный бетон отличается от обычного? Особенности материала и сфера применения

Сверхпрочный бетон нового поколения

Искусственный камень давно стал одним из самых распространенных материалов в строительстве. Несмотря на многообразие видов бетона, развитие и совершенствование композита происходит постоянно.

Еще пару десятилетий назад высокопрочным считался бетон с классом В30, но в наши дни этот материал уже относится к рядовым.

Современный высокопрочный бетон сочетает широкий спектр свойств, существенно отличающих его от классического искусственного камня.

Параметры такого материала уникальны и не описываются лишь высокими значениями прочности. Фактически подобный композит призван решать сразу несколько сложнейших технологических задач, именно поэтому понятие высокопрочного бетона объединяет несколько видов материалов и целый ряд характеристик.

Особенности композита

Получение высоких классов по прочности давно уже не считается сложной задачей. В номенклатуре многих советских заводов по производству железобетонных изделий и конструкций существовали подборы составов для классов В40, В45, В50 и даже В60.

Такие бетоны использовались для производства конструкций, испытывающих существенные динамические нагрузки, например, шпал или мостовых пролетов.

Но главной особенностью и свойством подобных материалов являлась низкая технологичность на этапе работы со смесью, ведь ее удобоукладываемость характеризовалась жесткостью на уровне Ж3 и выше.

Сверхпрочный бетон нового поколения представляет собой не просто материал с высокой стойкостью к различным механическим нагрузкам, но и высокотехнологичную смесь. Укладка такого материала в конструкцию любой геометрии не только не усложняется, но и позволяет сократить количество задействованных рабочих.

Высокая подвижность и плотная структура смеси обеспечивают способность самоуплотнения, что позволяет работать с материалом без применения вибраторов.

Способность к самостоятельному уплотнению

Именно свойства бетонной смеси существенно отличают камень высокой прочности, востребованный в строительной отрасли в настоящее время. За счет способности к самостоятельному заполнению формы и уплотнению он получил название самоуплотняющегося или СУБ.

Подобные свойства достигаются за счет создания уникальной структуры, предполагающей непрерывную гранулометрию всех компонентов.

Фактически размер частиц в теле бетона изменяется от 5 мкм до 20 мм без разрывов, что позволяет получить так называемую реологически активную матрицу, способную течь и уплотняться под собственным весом.

Благодаря сочетанию вяжущего, активных и инертных минеральных добавок, мелкого заполнителя различной крупности, система остается стабильной. Но подбор состава высокопрочного искусственного камня сложен, ведь создать сбалансированную систему из такого количества компонентов непросто.

Сферы применения

Подобный материал обладает весьма высокой себестоимостью, что существенно ограничивает область его использования. Кроме того, потенциал столь прочного бетона мало востребован в рядовых проектах и массовом строительстве.

Основной сферой применения сверхпрочного композита являются сложные по геометрии проекты или высотные здания. Раньше считалось, что бетон не способен выдерживать нагрузки при возведении сооружений в сотни этажей. Классический искусственный камень в основании здания и на первых его этажах разрушался из-за слишком большой нагрузки. Именно поэтому небоскребы возводили из металла и стекла.

Но современные сверхпрочные композиты способны не только выдержать такую нагрузку, но и позволяют сократить толщину всех несущих конструкций, что уменьшает общий вес здания.

Именно поэтому высокопрочный бетон широко применяется при возведении современных высотных зданий. Его часто используют при заливке конструкций сложной геометрии, которые раньше собирались из нескольких элементов.

Такой бетон часто применяют для изготовления мостовых пролетов большой длины.

Фактически подобный композит направлен на решение сложных архитектурных или инженерных задач и редко используется в массовом строительстве.

Основные характеристики

Сверхпрочный бетон нового поколения отличается широким набором свойств, поэтому чаще всего их делят на два блока.

Показатели бетонной смеси

К первому относят параметры бетонной смеси, среди которых основными считаются:

  • подвижность с расплывом конуса на уровне 65 – 70 см;
  • коэффициент уплотнения 1,0 – 1,4;
  • время сохранения реологических свойств не менее 3 – 4 часов;
  • минимальная расслаиваемость;
  • воздухосодержание не более 1%.

Способность смеси сохранять свои свойства во времени крайне важна, ведь транспортировка материала от завода до объекта может занять пару часов. Не менее важно обеспечить однородность смеси, ведь расслоение приведет к полной потере свойств затвердевшего бетона.

Параметры готового камня

Ко второму блоку относят характеристики уже затвердевшего композита. К основным среди них можно отнести:

  • прочность на сжатие в диапазоне 50 – 100 МПа и на растяжение при изгибе не менее 4 МПа;
  • плотность и поровую структуру;
  • низкую истираемость;
  • морозостойкость от F400 и водонепроницаемость от W10;
  • водополгощение не более 1%;
  • небольшой модуль сдвига.

С учетом способности смеси такого бетона к образованию максимально плотного тела возникает опасность возникновения микротрещин из-за чрезмерных напряжений во время гидратации.

Процесс твердения бетона сопровождается выделением большого количества тепла, а в материале столь плотной структуры этот избыток энергии просто некуда деть.

Именно поэтому важно обеспечить адекватную поровую структуру, которая будет работать буфером для избытка энергии и напряжений.

Производство композита

Изготовление высокопрочного бетона по сравнению с обычным тяжелым раствором отличается большей сложностью. Во-первых, для обеспечения качественного смешения компонентов необходимо использовать современные двухвалковые скоростные смесители, способные фактически перетирать смесь сырьевых компонентов.

Во-вторых, чтобы обеспечить все свойства материала требуется соблюдать точное дозирование компонентов и очередность их загрузки.

В результате вместо классических 3 – 4 бункеров требуется 6 – 8, что увеличивает стоимость установки.

Любое колебание во влажности материалов приводит к выпуску брака, поэтому линии подачи песка и щебня оборудуются специальными датчиками влажности для постоянной корректировки расхода воды.

При изготовлении смеси сначала смешиваются материалы малых фракций, например, цемент, минеральная добавка и микронаполнитель. Затем добавляется песок, вода с химическими модификаторами и крупный заполнитель. Время перемешивания увеличивается в 2 – 3 раза и составляет не менее 1,5 – 2 минут.

Только строгое соблюдение производственной дисциплины позволяет получить композит заданных свойств и параметров.

Источник: http://tehno-beton.ru/beton/vidy/vysokoprochnyj.html

Технология производства сверхпрочного бетона своими руками

Сверхпрочный бетон нового поколения

По желанию строители могут изготовить бетонный раствор своими руками, при этом необязательно иметь профессиональные навыки.

Но приготовление сверхпрочного бетона все-таки требует определенных знаний в строительстве, поскольку такого качества раствор обычно используют для возведения ответственных элементов здания: фундамента, стен, крыши, стяжки пола.

Актуально собственноручное замешивание бетона в случае, когда требуется небольшое количество рабочей смеси, например, при необходимости залить ступеньки для лестницы либо вывести дорожку во дворе.

Маркирование

В зависимости от прочностных характеристик определяется марка бетонного раствора.

Так, не слишком прочный маркируется М100 и применяется для укладки дорожного полотна. Смесь с цифровым показателем «150» пригодна для заливки промышленного бетонного пола и стяжки. Чаще в строительной сфере применяется бетон марки М200.

Это отличное решение для формирования несущих конструкций. Такой раствор имеет прекрасное соотношение прочности и стоимости, что делает его популярным как в частном, так и в крупномасштабном строительстве.

Хорошей прочностью отличается бетон марки 250, на основе которого застройщики часто возводят фундаменты.

Материал более высоких марок целесообразно использовать при производстве балок.

А вот для возведения сложных конструкций строители прибегают к высокопрочным маркам бетона, например, М350.

С его помощью строят балки, на которых приходится повышенная степень нагрузки, а также здания спецназначения на промышленных предприятиях.

Существуют и еще крепче бетоны — М450 и 500, которые нашли применение при возведении мостовых конструкций, гидротехнических сооружений и прочих конструкций со спецтребованиями.

В качестве основы

основным компонентом бетона выступает цемент. он связывает остальные составляющие воедино и определяет технические свойства готового раствора.

так, частным строителям подойдет цемент м500 либо портландцемент, который обладает прекрасной адгезией и лучше подходит для строительства при низких температурах. чтобы приготовить сверхпрочный бетон, цемент потребуется сухой и сыпучий.

категорически не рекомендуется брать немаркированный, отсыревший либо уцененный материал.

песок для такого материала не должен быть слишком мелкий.

еще одним немаловажным ингредиентом является песок. для изготовления сверхпрочного раствора нужно подготовить фракцию >1 мм и лучше, если песчинки будут равномерными с разностью в размере не более 2 мм.

перед добавлением песка, его очищают от строительного мусора, скопления различных частей отмерших растений и прочих посторонних примесей, которые со временем пагубно сказываются на прочности бетонной смеси. опытные строители предпочитают использовать речной песок.

отличным заполнителем сверхпрочного бетонного раствора считается щебень или гравий. если нужно сделать легкий бетон своими руками, то в качестве заполнителя лучше выбирать керамзит.

при самостоятельном замешивании раствора рекомендуется взять заполнитель различных фракций, а чтобы повысить прочность бетона, то потребуется уделить внимание утрамбовке смеси. завершающим компонентом раствора является вода.

для приготовления высококачественной рабочей смеси потребуется только чистая, питьевая вода.

специальные добавки

при изготовлении сверхпрочного бетонного раствора многие строители используют вспомогательные компоненты, в числе которых:

полипропиленовые волокна помогут сделать материал более крепким.

  • пластификаторы. с их помощью бетон становится более вязким и текучим, что помогает быстрее и максимально полностью заполнить все пустоты. это существенно ускоряет строительные работы и улучшает конечный результат.
  • армирующие элементы. сделают бетонный раствор прочнее различные армирующие вещества, например, пвх волокно или полипропиленовый материал.
  • гидроуплонители. делают рабочую смесь стойкой к воздействию излишка влаги.
  • антиморозные добавки. чтобы минусовые температуры не отражались на качестве бетона, при изготовлении массы своими руками нужно использовать специальные примеси, повышающие качество раствора и способности противостоять морозам.

как сделать своими руками: технология

Чтобы сделать бетон марки 200 и выше, понадобится следующий инвентарь и материалы:

Необходимый инвентарь для работы должен включать и бетоносмеситель.

  • песок;
  • цемент;
  • щебень;
  • спецдобавки;
  • строительный уровень;
  • бетономешалка;
  • лопата;
  • ведра.

Подготовив необходимые компоненты для высокопрочного бетона, приступают к замесу.

Размешать компоненты своими руками будет сложно, поэтому лучше воспользоваться бетоносмесителем. В агрегат выливают воду, всыпают сначала цемент, перемешивают и добавляют остальные составляющие или же, наоборот, погружают в бетономешалку сухие ингредиенты и заливают водой.

На последнем этапе высыпают пластификатор и тщательно размешивают раствор до однородной структуры. Пропорции для прочного бетона на 1 куб:

  • 1 доля цемента М 500—300 кг;
  • 2 ч. песка — 600—700 кг;
  • 2 части щебенки — 1100—1200 кг;
  • 0,7 ч. воды — 150—170 л.

Опытные застройщики рекомендуют добавлять в процессе изготовления сверхпрочного бетонного раствора всевозможные добавки, например, моющее средство для посуды «Фейри» (1 ч. л. на ведро). Этот неспецифический для строительства компонент улучшает подвижность рабочей смеси и за счет того, что позволяет уменьшить количество воды, повышает прочность бетона.

Источник: https://ZnayBeton.ru/proizvodstvo/izbt/sverhprochnyy-beton-svoimi-rukami.html

Сверхпрочный бетон нового поколения

Сверхпрочный бетон нового поколения

Искусственный камень давно стал одним из самых распространенных материалов в строительстве. Несмотря на многообразие видов бетона, развитие и совершенствование композита происходит постоянно.

Еще пару десятилетий назад высокопрочным считался бетон с классом В30, но в наши дни этот материал уже относится к рядовым.

Современный высокопрочный бетон сочетает широкий спектр свойств, существенно отличающих его от классического искусственного камня.

Параметры такого материала уникальны и не описываются лишь высокими значениями прочности.

Фактически подобный композит призван решать сразу несколько сложнейших технологических задач, именно поэтому понятие высокопрочного бетона объединяет несколько видов материалов и целый ряд характеристик.

Что такое высокопрочный бетон?

Сверхпрочный бетон нового поколения

На сегодняшний день искусственный стройматериал занимает одно из лидерских мест в строительной отрасли.

Современный высокопрочный бетон различных марок несколько отличается от давно привычных нам бетонов. Он обладает гораздо лучшими высокопрочными свойствами, нежели «старые» смеси.

Сооружения из высокопрочного бетона выходят крепкими, надежными, способными служить на пользу людям много десятков лет.

Что собой представляет материал?

Высокопрочным бетоном называют тяжелые, мелкозернистые смеси марок М600-М1000, минимальная прочность на сдавливание которых равняется В60 и выше. Применение высокопрочных растворов позволительно для строительства различных уровней сложности. Любой архитектурный проект можно воплотить в реальность при помощи такого стройматериала.

Высокопрочный бетон отлично взаимодействует с крепким армирующим материалом. Их тандем высоко ценится и пользуется широким спросом у мастеров, особенно при возведении железобетонных строений.

 Наборные железобетонные сооружения возводятся на тяжелых бетонах марок 400-500.

Применение стройматериалов больших марок разрешает уменьшить массу строений, сократить диаметр в разрезе, изготовить максимально подходящие по параметрам изделия.

Высокопрочные бетоны, склонные к стремительному застыванию, способны практически в таких же темпах повышать свой уровень крепости. Это позволяет значительно уменьшить время паровой обработки бетонных конструкций при их производстве, а иногда и вовсе отказаться от данной манипуляции.

Низкий уровень деформирования в высокопрочном бетоне при краткосрочных либо довольно продолжительных нагрузках увеличивает твердость конструкционных деталей, способствует уменьшению расползания стройматериала. Высокопрочному бетону свойственна та же интенсивность усадки, что и раствору со средней прочностью.

Составляющие компоненты

От входящих в состав ингредиентов требуется наделить строительную смесь необходимыми свойствами при самых малых расходах сырьевых материалов. Основа состава высокопрочных бетонов состоит из вяжущих веществ, песка, крупных наполнителей.

Вяжущее материалы

Как правило, роль вяжущих компонентов для такого рода бетонов выполняют наиболее активные портландцементы определенной консистенции. Профессионалы советуют использовать вяжущие с густотой 25-26 % и минимальной активностью 500-600.

Высокопрочный бетон следует готовить на основе портландцементов с повышенной активностью. Благодаря ускоренным темпам приобретения бетонами прочности нет необходимости в применении разных примесей, убыстряющих застывание раствора.

Песок

Создание высокопрочных строительных смесей не обходится без добавления крупных либо мелких кварцевых полевошпатовых песков. Кристаллики крупных марок песка идут 1,25-5 мм шириной, песчинки мелких сортов — 0,14-0,63 мм. Чтобы строительная смесь лучше ложилась во время стройки, при ее изготовлении мелкого песка добавляют больше, нежели крупного. Но иногда эту пропорцию выравнивают.

Некоторые марки сверхпрочного бетона (вплоть до 800) изготавливаются из чисто крупных либо средних сортов песка. Однако в этом вопросе следует соблюдать рамки, указанные госстандартами.

Крупный заполнитель

Крупным наполнителем в подобных строительных смесях служит щебенка. Крепость на сжатие сего заполнителя при повышенной влажности должна быть минимум в полтора раза больше, нежели у бетонного раствора. Перед использованием щебенку следует отсортировать, очистить от отмучиваемых частиц. Ширина отсортированных песчинок должна варьироваться по фракциям: 5-10, 10-20, 20-40 мм.

Сорт щебня подбирают под нужную ширину бетонного изделия, а также под тип используемой арматуры. Для слабо армированных сооружений с толстыми стенами используют материал с заполнителем, крупность которого составляет до 70 мм. Наполнитель, применяемый при изготовлении высокопрочного состава, должен быть сухим, отвечать всем запросам ГОСТ.

Тонкомолотые добавки

В высокопрочный бетон принято добавлять кремнеземную пыль. Но бетоны, прочность которых составляет C 55/67, C 60/77, могут обойтись без этой силикатной добавки. Кремнеземная пыль появляется при очищении газообразной отработки во время производственных процессов кремния.

Силикатная пыль действует внутри бетонных составов по трем направлениям:

  • заполнение свободных пространств между цементными кристаллами, тем самым наделяя бетонное изделие гораздо большей плотностью;
  • пуццолановое взаимодействие с гашеной известью, обеспечивающее рост прочности цементного раствора;
  • • улучшение взаимной реакции между песком и цементом.

К основным составляющим высокопрочного бетонного раствора могут также добавляться пластификаторы химического происхождения.

Характерные свойства

Современные бетонные смеси с повышенной крепостью обладают массой свойств, положительно сказывающихся на эксплуатации готовой продукции. Мастера отделяют характеристики бетонного раствора от свойств уже готовых монолитов.

Показательные характеристики жидкого раствора

Главными эксплуатационными параметрами бетонной смеси являются:

  • плотность от 1,0 до 1,4;
  • плывучесть с деформацией конуса от 65 до 70 см;
  • содержание всего 1 % кислорода;
  • мизерные показатели расслоения;
  • минимальные сроки поддержания реологических качеств — 3-4 часа.

То, что растворы могут сохранять свои качества на протяжении некоторого времени, дает им большой плюс. Ведь при перевозке дорога от места производства до строительной площадки может длиться не один час. Большую роль играет консистенция раствора. Она должна быть идеально однородной, иначе есть риск расслоения, и как итог, утеря характерных качеств застывшего стройматериала.

Параметры застывших бетонных монолитов

Среди показательных свойств бетонного камня выделяют:

  • прочность на сдавливание, варьирующаяся от 50 до 100 МПа, а также на растягивание во время загибания — минимум 4 МПа;
  • уплотненность и пористость;
  • износостойкость;
  • устойчивость к минусовым температурам минимум F400 и водонепроницаемые способности от W10;
  • впитывание влаги максимум 1 %;
  • малый процент искривления.

К сожалению, повышенная плотность бетонов такого рода из-за высокого давления при взаимодействии с влагой может привести к образованию микроскопических разрывов в материале. Строительную смесь с повышенной плотностью желательно наделить умеренной пористой структурой, которая исполнит роль смягчителя для лишней энергии и напряжения во время тепловыделения при застывании.

Производство сверхпрочного композита

На месте строительства нужно правильные пропорции пластификатора.

Во время изготовления подобных материалов главное – добиться нормальной удобоукладываемости композита на протяжении всего строительного процесса. Достичь этой цели возможно при выполнении следующих условий:

  • непрерывное наблюдение за уровнем влажности наполнителей;
  • соблюдение четких дозировок согласно рецептуре;
  • использование для смешивания высокоскоростных смесительных устройств;
  • четкая последовательность закладки ингредиентов внутрь смесителя, установление положенного времени смешивания для каждого компонента;
  • если бетон покупной, то нужно узнать сроки начала его застывания, сопоставить их со временем, требуемым для перевозки, монтажа стройматериала, и если нужно, домешать в состав веществ, замедляющих твердение;
  • соблюдение правильных добавочных пропорций пластификатора на месте строительства.

Заметим, что для сверхпрочных смесей лучше использовать материалы с повышенной активностью, потому как их несложно перекачивать посредством бетонной помпы.

 От правильности ухода за бетоном зависит его качество. Материалу следует обеспечивать влажную обработку на протяжении трех суток.

Это гарантирует устойчивость готового продукта к различным негативным факторам, а также долгий срок службы.

Дабы не наделать промахов во врем изготовления, монтажа и ухода за композитом, специалисты советуют набросать схему действий, контролирующих все вышеперечисленные процессы. Здесь должны присутствовать такие пункты:

  • контроль от лица производителя стройматериала: отслеживание характеристик и качества сырья, технических способностей, исправности производственного оборудования; выявление характерных параметров готовой смеси и предполагаемых отклонений;
  • контролирование от лица покупателя, использующего бетон;
  • меры при несоответствии желаемым требованиям;
  • выявление ответственных особ.

Области применения

Высокопрочные композиты используются, как правило, в случаях, где есть нужда в снижении размеров и веса сооружения, а также требуется повышение коэффициента прочности конструкции. К этим случаям относятся:

  • постройка многоуровневых конструкций;
  • возведение мостов и иных транспортных сооружений;
  • строительство складов для хранения радиоактивного утильсырья;
  • заливка полов внутри масштабных промышленных сооружений;
  • постройка иных особых объектов.

Источник: https://kladembeton.ru/vidy/drugie/vysokoprochnyj-beton.html

Высокопрочный бетон (высокой прочности, сверхпрочный): применение, преимущества и недостатки

Сверхпрочный бетон нового поколения

› Виды Бетона

29.08.2019

Физические и механические возможности бетона высокой прочности недостижимы для традиционных материалов прошлого. Его использование позволяет создавать долговечные устойчивые конструкции при относительно небольшом весе.

Бетон высокой прочности

Растущие потребности строительства заставили модифицировать бетонные смеси.

Высокопрочный бетон с пределом прочности при сжатии В60 обладает:

  • повышенной надежностью;
  • возросшим размахом бетонных конструкций любой формы;
  • повышенной износостойкостью;
  • увеличенной грузоподъемностью;
  • устойчивостью к агрессивной среде;
  • долговечностью;
  • морозостойкостью.

Прочность на растяжение материала составляет 10% от прочности на сжатие. К преимуществам инновационного материала можно отнести и снижение на 30% его расхода по сравнению с существовавшим ранее. Использование цемента при этом уменьшилось до 450-600 кг/м³. Большинство высокопрочных бетонов являются водонепроницаемыми.

Сверхпрочный бетон (марка C 100/115 по европейским стандартам) не только выдерживает различные механические нагрузки. В его составе — высокотехнологичная смесь, позволяющая создавать конструкции любой геометрии.

Легкость укладки способствует уменьшению численности рабочих на стройке. Суперпрочный материал способен самоуплотняться, что в ходе строительства делает ненужными вибраторы.

Нормативно такая бетонная смесь не регламентирована. Однако в условиях лаборатории под воздействием тепла и давления достигнуто значение прочности на сжатие до 800 Н/мм (единица измерения момента силы).

Европейская классификация бетона

Европейский бетонный стандарт EN-206-1:2000 вводился с переходными периодами в зависимости от конкретики стран.

Сегодня применяется стандарт PN-EN-206+A1:2016-12. Классы прочности маркируются буквой С и цифрами: от C 8/10 до C 100/115.

Первое число указывает на характерную прочность материала на сжатие, выявленную на цилиндрах (например, в Великобритании, Франции). Второе — демонстрирует механопрочность, полученную с помощью кубических образцов (Польша, Германия).

Высокопрочный класс определяется как плотные бетоны с характерной прочностью выше C55. В Европе разработаны нормы для материалов класса прочности до C100.

Бетоны с легким заполнителем можно изготавливать как высокопрочные. Европейские нормы отводят им классы прочности от LC55 до LC80.

Европейский стандарт учитывает также степень воздействия, как связанного, так и не связанного с нагрузкой.

Классификация воздействий учитывает конкретику условий использования бетона, мер защиты, покрытий для металла и арматуры:

  • X0 — нет риска коррозии и химической агрессии;
  • XC1-4 — коррозия, вызванная карбонизацией;
  • XD1-4 — коррозия из-за хлоридов;
  • XS1-3 — коррозия, вызванная хлоридами морской воды;
  • XF1-4 — агрессивный эффект замораживания/оттаивания;
  • XA1-3 — химическое воздействие;
  • XM1-3 — агрессия от истирания.

Стандарт регламентирует нормы для тяжелого, сверхтяжелого и легкого стройматериала, произведенного без воздухововлекающих и газообразующих заполнителей. Не учтены в классификации крупнопористый и жаростойкий материал и бетонная смесь плотностью менее 800 кг/м³.

Состав

Возрастающие требования строительной отрасли обусловили проведение модификации бетона. Основа процесса — оптимизация состава цементного теста, повышающая прочность материала.

Высокопрочные бетоны производят, используя:

  1. Вяжущие компоненты. Это пластифицированный, гидрофобный или простой портландцемент. При создании основы важны: густота цементной массы (25-26%) и активность (не ниже 500-600).

    Высокоактивные портландцементы ускоряют нарастание твердости и сокращают потребность в средствах для схватывания материала.

  2. Сопутствующие заполнители.

    Это грубые или мелкие фракции магматических пород и искусственных примесей:

    • стандартизированная добавка — микрокремнезем — побочный продукт производства кремния и ферросилиция;
    • пуццолановые премиксы: вулканический пепел, пемза, туф;
    • фракции клинкера, керамзита, шамота, шлака (с содержанием оксида кальция менее 40%).
  3. Водный компонент. Допустимо применение водопроводной воды и из природных водоемов при pH не ниже 4. Запрещено использовать:
    • воду с большой концентрацией хлорида натрия, а также других солей натрия, кальция и магния;
    • болотные, канализационные, сточные бытовые и промышленные воды.

Микрогранулы примесей в сотни раз меньше цементных. Они меняют свойства материала, заполняя пространство между его частицами, усиливают сцепление и увеличивают прочность бетона. Размер гранул в конкретике применения должен соответствовать ГОСТ. Инертный сыпучий агрегат составляет около 80% веса бетона и 70-75% его объема.

Кроме основных компонентов для создания высокопрочных бетонов применяются водные примеси (пластификация), разжижающие добавки, примеси для аэрации и ускорения затвердения.

Высокопрочный бетон (высокой прочности, сверхпрочный): применение, преимущества и недостатки Ссылка на основную публикацию

Источник: https://1beton.info/vidy/vysokoprochnyj-beton-vysokoj-prochnosti-sverhprochnyj-primenenie-preimushhestva-i-nedostatki

Высокопрочный бетон, марки, состав и применение

Сверхпрочный бетон нового поколения

Бетонные смеси относятся к категории самых используемых в строительстве материалов. Это влечет за собой постоянную работу по совершенствованию композитного состава и качества входящих в него составляющих. Несколько лет назад в разряд особо прочных искусственных камней входили материалы класса В30, но сегодня это положение поменялось самым кардинальным образом.

Современный высокопрочный бетон по своим характеристикам и технологическим свойствам существенно отличается от классических смесей для изготовления бетонного камня. Его параметры отличаются не только по прочности, но и по целому ряду других характеристик. При этом сегодня существует несколько различных видов высокопрочных композитных материалов применяемых в монолитном строительстве.

Особенности современных бетонных составов

Еще в советское время стандартная номенклатура строительных материалов предусматривала возможность изготовления высокопрочных бетонов соответствующих классов от В40 до В60.

Их применяли в строительстве особо ответственных конструкций и элементов мостов, плотин, железнодорожных шпал и других.

Однако отличительной характеристикой этих составов являлась их высокая жесткость и низкая способность к качественной укладке.

Современные композитные смеси повышенной прочности отличаются не только высокой устойчивостью к механическим и весовым нагрузкам, но и прекрасным уровнем технологичности при укладке в монолитную конструкцию. Очень хорошая подвижность и способность материалов к самоуплотнению позволяет отказаться от использования вибрационного оборудования и уменьшить необходимое количество рабочих на строительной площадке.

Способность сверхпрочного бетона к самостоятельному уплотнению при укладке

При получении новых сортов бетона изготовители строительных материалов получают уникальную структуру искусственного камня благодаря применению технологии непрерывной гранулометрии всех составляющих компонентов.

Точно подобранные фракции наполнителей размером не более 20 мм и специально обработанных для получения особой формы, позволяют получить особое активное строение материала, способного перетекать и уплотняться под собственным весом. За счет этих свойств такие смеси получили обобщающее название самоуплотняющихся бетонов (СУБ).

Сочетание высококачественных портландцементов тонкого пола, активных добавок из минерального сырья и мелких обработанных наполнителей такая система при укладке остается максимально стабильной и удобной в работе.

Однако следует заметить что подбор и сортировка составляющих компонентов достаточно сложные в технологическом плане.

Поэтому такие сбалансированные системы довольно дороги и используются только после соответствующего экономического обоснования.

Технология приготовления композитных составов

Изготовление высокопрочных бетонов отличается от классических способов использованием более сложных механизмов и особыми требованиями к составляющим компонентам. Перемешивание смесей происходит в скоростных смесителях с двумя вращающимися валками, конструкция которых позволяет перетирать и измельчать частицы крупных фракций.

Большое внимание уделяется точности дозирования входящих в состав компонентов. В результате в место трех классических бункеров для цемента, песка и щебня в производстве по новой технологии их количество может возрасти до восьми.

Кроме этого во время производства особо прочного бетона производится непрерывный контроль влажности исходного сырья. Изменение количества влаги может унизить марку материала или ухудшить показатели удобной укладываемости.

Все это приводит к усложнению процесса и удорожанию оборудования.

В процессе приготовления смеси вначале перемешивают цемент, наполнители самых мелких фракций и минеральные добавки. После этого добавляют воду с модификаторами химического состава и песок. Последним добавляется щебень, и итоговое перемешивание продолжается не менее дух минут. Только точное соблюдение пропорции и порядка технологии позволяет получать композитные смеси заданной прочности.

Технические характеристики

Качественные показатели бетона нового поколения подразделяют на два блока.

В первый входят данные говорящие о характеристиках, влияющих на выполнение укладки приготовленного материала, а во второй механические качества застывшего бетонного камня.

Зерновой состав крупного и мелкого заполнителей после фракционирования должен отвечать требованиям ГОсТ 31914-2012 “Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества”.

Определяющие параметры композитной смеси

Основными показателями для оценки качества приготовленного бетона являются:

  • подвижность конуса на расплыв не менее 65 см;
  • коэффициент самоуплотнения не менее 1,0;
  • время сохранения пластических качеств и начала процесса гидратации не менее 4 часа;
  • содержание воздуха не более 1%;
  • минимально возможное расслаивание во время транспортировки.

Так же важным показателем является однородность приготовленной смеси, ее влажность и текучесть.

Характеристики бетона после полного твердения

В этом блоке к основным показателям относят:

  • класс бетона В50-100, обеспечивающий предельную прочность сжатия от 50 до 100 МПа;
  • морозостойкость более 400 циклов замораживания и оттаивания;
  • водопроницаемость не менее W10;
  • плотную структуру камня и низкую истираемость;
  • водопоглощение не более 1%.

Процесс гидратации при твердении такого бетона сопровождается довольно большим выделением тепла. В плотных материалах эта энергия просто не может выйти наружу и в структуре камня могут образовываться трещины.

Для того чтобы избежать этого в состав добавляют специальные химические вещества способствующие созданию мелкопористой структуры, которая играет роль поглощающего буфера при возникновении внутренних напряжений в материале.

Применение особо прочного бетона

Бетонные композитные смеси нового поколения отличаются от классических марок более высокой стоимостью. Поэтому их применение должно быть основано на проведении технико-экономических расчетов. Столь высокие прочностные показатели не требуются в массовом типовом строительстве, и поэтому вопрос применения этих материалов возникает не часто.

Наиболее часто высокопрочный бетон применяют при строительстве высотных зданий, мостов, гидротехнических сооружений, энергетических установок и конструкций сложной геометрической формы.

Еще не так давно высотные здания возводились из металла, поскольку железобетонные конструкции были неспособны выдерживать вес нескольких десятков этажей.

Современные композитные материалы позволяют в значительной степени уменьшить металлоемкость строительных конструкций и обеспечить необходимую прочность и надежность.

Его применяют для возведения мостовых пролетов большой длины, уменьшая количество несущих опор и ускоряя сроки выполнения проекта. Применение новых композитных материалов обычно направлено на решение сложных инженерных задач и редко встречается в традиционных способах строительства.

обзор материала

Источник: https://vremya-stroiki.net/vysokoprochnyj-beton-marki-sostav-i-primenenie/

Концепция бетонов нового поколения

Сверхпрочный бетон нового поколения
10.03.2017

Рецептура традиционного бетона, используемого в строительной отрасли, практически не меняется полтора века. Если купить бетон М200 с доставкой на строительный объект, то будет осуществлена доставка бетона классического четырехкомпонентного состава «цемент+вода+песок+щебень».

Для изменения свойств бетона старого поколения используются добавки-пластификаторы, способные повысить прочность бетона, ускорить процесс схватывания и твердения бетона, улучшить другие его свойства.

Однако купить бетон М100 с доставкой даже с условием его модифицирования вовсе не означает приобретение бетона высоких прочностных характеристик.

Недостатки бетонов старого поколения

Классические бетоны, используемые практически во всех строительных конструкциях на территории РФ (до 96-97% общего объема производства бетона), имеют прочность на сжатие в пределах 20-40 МПа, что соответствует классам бетона в диапазоне В20-В30.

Возросшие технико-экономические требования к ведению строительства, а также потребность в высокопрочных бетонах класса В80-В90 с показателями прочности, превышающими 100-120 МПа, демонстрируют неспособность старых технологий и материалов «вписаться» в новые тенденции.

Повышение прочности классических бетонов напрямую связано с возрастающим расходом цемента. Для бетона марки М600 удельный расход цемента на единицу прочности при сжатии составляет 10-14 кг/ МПа. При дальнейшем добавлении цемента прочность бетона уже не возрастает.

Попытки вводить в состав компонентов бетонной смеси суперпластификаторы позволяют поднять марочную прочность бетона до М800, но кардинального изменения топологической структуры бетона при этом не происходит.

Дальнейшие попытки исследователей получить максимально компактную упаковку частиц цементного вяжущего и наполнителей с использованием пластификаторов признаны бесполезными. За счет пластификаторов достичь высокой удельной прочности на единицу расхода цемента не удается.

Бетоны High Performance Concrete

С конца 90-х годов прошлого столетия во всех индустриально развитых странах начинается широкое применение высокопрочных бетонов нового поколения, получивших название High Performance Concretе. К ним относят бетоны на цементном вяжущем сверхвысокой прочности – свыше 80-90 МПа.

Российские строители уже широко применяют на стройках Москвы и Санкт-Петербурга бетон классом В80 и «прицеливаются» к бетонам В90.

Актуальность применения сверхпрочных бетонов вызвана тем, что в строительстве зданий выше 25 этажей необходим бетон класса 75 и выше, чтобы сформировать несущие конструкции и ядро жесткости высотного здания.

Бетонам нового поколения отведена важная роль в сложных инженерных и архитектурных сооружениях, присущих нашему 21 веку. Они обязаны выдерживать возрастающие воздействия техногенного характера, быть стойкими к природным катаклизмам и в то же время соответствовать новым эстетическим требованиям, предъявляемым к современным инженерным сооружениям.

Благодаря принципиально новой рецептуре у бетонов формируется структурно-топологическое строение, обеспечивающее низкий удельный расход цемента на единицу прочности в пределах 2,5-5,0 кг/ МПа, соответственно, высокую удельную прочность на единицу расхода вяжущего – до 0,4 МПа/кг.

Концепция создания и применения бетонов нового поколения состоит из нескольких основных положений:

  • добиться высоких физико-технических характеристик бетонов, обеспечивающих класс по прочности бетона В80 и выше, минимально возможную проницаемость для воды и газов в пределах W12 – W20, малую усадку и ползучесть;
  • возможность целенаправленного воздействия на сочетание свойств бетона или преобладание одного из свойств, обеспечивающего высокую надежность строительного сооружения в зависимости от условий эксплуатации;
  • доступность технологий производства высокопрочных бетонов, основанных на использовании сложившейся производственной базы и применении традиционных материалов, включая компоненты бетонных смесей.

Структурные особенности бетонов нового поколения

Коренной перелом в производстве бетона произошел благодаря достижениям нанотехнологий, позволившим наладить в промышленных количествах изготовление микрометрических наполнителей на основе микрокремнезема. Микрокремнеземом называется ультрадисперсный материал, основным компонентом которого является диоксид кремния SiO2 аморфной модификации.

Обратите внимание! Гранулометрический состав кремнезема представлен шарообразными частицами среднего размера в пределах 0,1 микрона, что практически в 100 раз меньше усредненных размеров цементных частиц.

Наномодифицированные кремнеземные добавки эффективно заполняют пространство между частицами цемента, уплотняя и укрепляя молекулярную структуру бетонной смеси. Тем самым обеспечивается прочность на сжатие, намного превышающая прочностные показатели обычных бетонов.

Заключение

Применение нанотехнологий в производстве бетонов нового поколения открывает возможности для приближения прочности бетонов к прочности гранита или металлов, что создаст условия для реализации самых смелых строительных проектов.

При этом применение бетонов категории «High Performance Concrete» не способно взвинтить цены на строительство, поскольку затраты на инновационные бетоны компенсируются меньшим потреблением дорогостоящего марочного цемента и сохранением традиционного бетоносмесительного оборудования.

Источник: http://yam-pole.ru/news/kontseptsiya-betonov-novogo-pokoleniya/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.