|
Материалы

Современые тенденции в получении высококачественых бетонов


Выдающимся примером реализации концепции высококачественных бетонов является построенная в 1995 году в Норвегии платформа для добычи нефти на месторождении Тролл в Северном море. Ее полная высота - 472 метра, что в полтора раза превышает высоту Эйфелевой башни, в том числе высота железобетонной части - 370 метров. Платформа установлена на участке моря глубиной более 300 метров и рассчитана на воздействие ураганного шторма с максимальной высотой волны 31,5 метра. Расчетный срок эксплуатации платформы - 70 лет.

Разработка специальных цементов для особо прочных бетонов и новые технологии открывают принципиально новые возможности синтеза прочности. Уже первые опыты по оптимизации гранулометрического состава вяжущих в начале 70-х годов выявили значительные резервы снижения водоцементного отношения и интенсификации реакций гидратации. Вслед за получением цементных камней с прочностью на сжатие свыше 250 МПа были получены так называемые DSР-композиты (уплотненные системы, содержащие гомогенно распределенные ультрамалые частицы). Эти материалы, включающие специально подготовленные цементы, микрокремнезем, особые заполнители и микроволокна, за счет специальных технологических приемов при В/Ц = 0,12-0,22 позволяют достичь прочности 270 МПа при высокой стойкости к коррозионным воздействиям и истиранию. Известково-кварцевые материалы с прочностью на сжатие до 250 МПа получены путем формования под давлением 138 МПа перед автоклавированием. Аналогичная обработка цементного теста позволила снизить В/Ц до 0,06 и обеспечить прочность камня до 330 МПа в возрасте 28 суток нормального твердения, а использование алюминатных цементов и горячего прессования при давлении 345 МПа - повысить ее до 650 МПа.

Следующий шаг - получение так называемых МDF-цементов (цементов, свободных от макродефектов) . При каландировании цементов в присутствии суперпластификаторов и гелеобразователей (например, поливинилацетата) при В/Ц = 0,10-0,18 можно получить композиты, имеющие чрезвычайно плотную микроструктуру без капиллярных пор. Они имели прочность на изгиб 40-150 МПа, модуль Юнга 35-50 ГПа, прочность на сжатие 100-300 МПа и энергию излома 40-200 Дж/м2. Аналогичные работы, проведенные в середине 80-х годов в НИИЖБе и НИИЦемента при участии Института химической физики АН СССР, позволили получить практически аналогичные результаты при использовании высокоглиноземистых цементов струйного помола, суперпластификатора и частично ацетилированного поливинилового спирта (так называемый пластцемент).

Хорошую структуру имеют цементные материалы с пониженным содержанием пор (PRC) . При получении этих композитов цементные пасты подвергаются специальной обработке давлением выше 200 МПа, в результате чего неадсорбированная вода полностью отжимается, снижая реальное водоцементное отношение. Полученный высоконаполненный композит с прочностью на сжатие выше 250 МПа с прочностью на растяжение при изгибе свыше 35 МПа - представляет собой негидратированные цементные частицы, равномерно распределенные в плотной матрице гидратированного продукта.

Использование полученных результатов на макроуровне привело к развитию концепции реактивных порошковых композитов. Это специальные высокопрочные фибронаполненные растворы с высоким содержанием микрокремнезема и химических добавок, прежде всего суперпластификаторов. Прочность на сжатие таких систем может достигать 200-800 МПа, а прочность на растяжение при изгибе - 100 МПа. При этом для получения композитов с прочностью около 200 МПа достаточно простого выдерживания приготовленных растворов при температуре около 90 С, а для синтеза особовысокопрочных материалов необходимы специальная техника и температура около 400 С.[2]

Одним из путей снижения дефи­цита цемента является применение новых эффективных вяжущих, по­лучаемых путем домола цемента совместно с наполнителями, акти­визирующимися при помоле, и вводом суперпластификатора. По­следний вводят двумя способами: сухим при до моле цемента (вя­жущее низкой водопотребности) и жидким в процессе приготовле­ния бетонной смеси (такое вяжу­щее условно названо тонкомоло­тым многокомпонентным вяжущим (ТМВ)). Из-за отсутствия достаточ­ных теоретических и эксперимен­тальных данных трудно оценить предпочтительность одного из этих направлений, но полученные ре­зультаты показывают, что бетоны на основе ВНВ и ТМВ обладают повышенной прочностью и по технологичности отвечают современным требованиям.

1 2 3
Общее время работы: 11.816024780273 мс
Использование памяти: 660 КБ