Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Производство цемента низкой водопотребности

«стр. 1 / 5 Цементы низкой водопотребности центрбежно-ударного помола и бетоны на их основе Гаркави М.С., Артамонов А.В., Колодежная Е.В., Трошкина Е.А. . »

Цементы низкой водопотребности

центрбежно-ударного помола и бетоны на их основе

Гаркави М.С., Артамонов А.В., Колодежная Е.В., Трошкина Е.А.

Получение цемента низкой водопотребности (ЦНВ) в центробежно-ударной мельнице

сопровождается механоактивацией измельчаемых компонентов и осуществлением

механохимического взаимодействия с водным раствором пластификатора на основе

поликарбоксилата. ЦНВ характеризуется узким зерновым составом, представлен однородными

по форме частицами с большой концентрацией дефектов, на которых происходит «прививка»

Цементы низкой водопотребности центробежно-ударного помола различного вещественного состава имеют активность от 42 МПа (ЦНВ50) до 73 МПа (ЦНВ100).

С использованием данных цементов получены тяжелые бетоны класса В60 и выше с расходом цемента на единицу прочности до 8,3 кг/МПа и с маркой по морозостойкости более F500.

Бетон остается основным конструкционным строительным материалом, поэтому улучшение его свойств, совершенствование технологии изготовления, повышение экономичности возводимых из него конструкций имеет большое практическое значение. Возросшие требования к бетону привели к созданию новых видов высококачественных цементов, в частности цементов низкой водопотребности (ЦНВ). Эти цементы представляют собой новый класс гидравлических вяжущих, получаемых при совместном помоле портландцементного клинкера, гипсового камня и водоредуцирующей добавки. Вследствие взаимодействия в процессе измельчения минералов клинкера с водоредуцирующей добавкой получаемый цемент приобретает специфичные свойства, отличающие его от рядового портландцемента.

При изготовлении ЦНВ в основном используют шаровые мельницы, работающие по замкнутому циклу. Согласно *1+ при получении ЦНВ в этих мельницах происходит «втирание» модификатора в поверхность клинкерных частиц, что и обуславливает уникальные свойства указанных цементов.

Особенность этой технологии заключается в том, что сухие пластификаторы необходимо закрепить на поверхности клинкера, поэтому при этом способе изготовления ЦНВ очень сложно добиться стабильных строительно-технических показателей цемента.

Возможное решение данной проблемы состоит в использовании жидких пластификаторов.

Данный процесс можно осуществить в центробежно-ударных мельницах, которые широко применяются при измельчении различных материалов, в том числе и при производстве цементов *2].

Измельчение в этих мельницах основано на механическом разгоне твердых частиц и осуществляется путем свободного удара частиц о неподвижную преграду, возможно взаимное соударение частиц (рисунок 1). Совокупность таких измельчающих воздействий и наличие встроенного воздушного классификатора определяет узкий гранулометрический состав полученного продукта, одинаковую форму частиц с высокой дефектностью. За счет изменения скорости и направления движения воздушных потоков в зоне измельчения и в классификаторе можно в достаточно широких пределах регулировать размер частиц получаемого материала.

Рисунок 1. Схема измельчения материала в центробежно-ударной мельнице Отличительной особенностью центробежно-ударных мельниц является их высокая энергонапряженность (более 10 кВт/кг), что предопределяет осуществление в них процесса механохимической активации, т.

е создание структурных микродефектов и активных поверхностных центров. Эти структурные дефекты и активные центры характеризуются избыточной свободной энергией, следовательно, обладают высокой адсорбционной способностью. Поэтому именно на них и будет происходить закрепление модификатора, который вводится в мельницу в виде жидкости. При использовании жидкого пластификатора происходит его тонкое распыление в высокоскоростном потоке воздуха в камере помола (скорость движения порядка 100м/с), т.е. раствор пластификатора превращается в аэрозоль.

В процессе измельчения «доза» механической энергии, передаваемой материалу, достигает 10 2 кДж/г, что, согласно *3+, переводит его в неравновесное состояние. При этом осуществляется «прививка» пластифицирующей добавки к поверхности клинкерных частиц, которая реализуется по механизму молекулярного наслаивания *4+.

Для получения ВНВ в центробежно-ударной мельнице использован клинкер Магнитогорского цементно-огнеупорного завода. Характеристики клинкера представлены в таблицах 1и 2.

Таблица 1 – Химический состав клинкера

Как следует из данных таблицы 5, бетоны на основе ЦНВ различного вещественного состава при прочих равных условиях характеризуются высокими физико-механическими свойствами и обладают значительно морозостойкостью. Использование данных цементов позволяет добиться высоких технико-экономических показателей – расход цемента в них на единицу достигаемой прочности сопоставим аналогичным показателем для самоуплотняющихся бетонов.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют об эффективности применения центробежно-ударных мельниц для изготовления цементов низкой водопотребности различного вещественного состава с использованием жидких водоредуцирующих добавок. Эти мельницы входят в состав измельчительных комплексов (рисунок 2), которые целесообразно размещать на заводах железобетонных изделий не только для изготовления цементов низкой водопотребности, но и для производства композоционных товарных цементов.

Рисунок 2. Измельчительный комплекс КИ для изготовления цемента

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Башлыков Н.Ф. Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы. // Бетон и железобетон – пути развития. Научные труды 2-ой Всероссийской (Международной) конференции по бетону и железобетону. — М., 2005.- Т. 3. — С. 613 – 622.

Читайте так же:
Раствор цементный м150 состав характеристики

2. Хрипачева И.С., Гаркави М.С., Артамонова А.В., Воронин К.М., Артамонов А.В. Цементы центробежнодурного измельчения // Цемент и его применение. 2013. №4. С.106-109.

3. Бутягин П.Ю., Стрелецкий А.Н. Кинетика и энергетический баланс в механохимических превращениях // Физика твердого тела. 2005ю том 47. №5. С.830-836.

4. Малыгин А.А. Нанотехнология молекулярно наслаивания // Российские нанотехнологии. 2007. Том 2. № 3-4. С.87-100.

Сведения об авторах:

Гаркави Михаил Саулович, ЗАО «Урал-Омега», заместитель главного инженера по науке и инновациям, доктор технических наук, профессор. 455037, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 89/7; (3519) 22-00-49; gms@uralomega.ru.

Артамонов Андрей Владимирович, ЗАО «Урал-Омега», главный технолог, кандидат технических наук. 455037, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 89/7; (3519) 22-00-49; aav@uralomega.ru.

Колодежная Екатерина Владимировна, ЗАО «Урал-Омега», технолог, кандидат технических наук.

455037, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 89/7; (3519) 22-00-49; kev@uralomega.ru.

Трошкина Евгения Анатольевна, Магнитогорский государственный технический университет, доцент кафедры строительных материалов и изделий, кандидат технических наук, доцент. 455000, г.

Магнитогорск, пр. Ленина, 38; (3519) 29-85-89; skyjanny@mail.ru

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ _ Казанский государственный энергетический университет А.Г. ЛАПТЕВ, И.А. ВЕДЬГАЕВА УСТРОЙСТВО И РАСЧЕТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГРАДИРЕН Казань 2004 . »

«Всероссийская олимпиада школьников по химии Заключительный этап Решения заданий обязательного тура ДЕВЯТЫЙ КЛАСС Задача 9-1. (автор А.И. Жиров) 1. H 2O 3K2CO3 + 3Cl2 = KClO3 + 5KСl + 3CO2 Мольная доля хлората 1/6 (0,167).Карбонат-ион в водном растворе дает щелочную среду: CO32+ H2O HCO3+ OHПри пропускании хлора в. »

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ В. »

«Кандидаты в действительные члены РАН Специальность «Физика и астрономия» Без ограничения возраста вакансий – 4 Оглавление АНДРОНОВ Александр Александрович АНИСИМОВ Сергей Иванович БАЛЕГА Юрий Юрьевич БОРИСОВ Александр Борисович ВИНОГРАДОВ Евгений Андреевич ЗАБРОДСКИЙ Андрей Георгиевич КАМИЛОВ Ибрагимхан Камилович КАМИНС. »

«Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Научно-исследовательс. »

«Петрозаводский государственный университет Изучение явлений дифракции лазерного излучения на простейших дифракционных структурах Методические указания к лабораторной работе ПЕТРОЗАВОДСК 1999 Рассмотрены и рекомендованы к п. »

«НИРОВ Хазретали Сефович КЛАССИФИКАЦИЯ, СИММЕТРИИ И РЕШЕНИЯ ТОДОВСКИХ СИСТЕМ Специальность: 01.04.02 теоретическая физика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Москва 2009 год Работа выполнен. »

«Российская академия наук «Утверждаю» Президент Российской академии наук Академик В.Е. Фортов «_» 2016 г. ПРОГРАММА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРЕЗИДИУМА РАН Программа № I.7 «Экспериментальные и теоретические исследования объектов Солнечной системы и планетных систем з. »

2017 www.lib.knigi-x.ru — «Бесплатная электронная библиотека — электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.

Производство цемента низкой водопотребности

Разработка эффективных вяжущих НИЗКОЙ водопотребности (ВНВ) с повышенным содержанием суперпластификаторов и различным наполнителем требует применения для каждого вида ВНВ особых методов проектирования состава бетона

Ранее установлено, что при расчете состава бетона с воздухововлекающими добавками или суперпластификаторами, вводимыми с водой затворения, можно пользоваться общепризнанной методикой для бетона с учетом влияния добавок на основные зависимости, которые лежат в основе определении расхода воды, цемента и соотношения между мелким и крупным заполнителем, обеспечивающие получение бетонных смесей и бетонов с заданными свойствами [1].

При этом было показано, что добавки, не влияя на характер зависимостей для бетонных смесей и бетонов от главных факторов, изменяют только количественные соотношения между разными параметрами. Изменение свойств учитывают по рекомендациям, приведенным в нормативных документах но применению добавок иди по результатам экспериментов.

Этот принцип использовали при разработке основных положений метода определения состава бетона на основе ВНВ. Статистический анализ результатов исследований, проводимых в НИИЖБе, В Н И ИЖелезобетоне позволил обобщить данные, однако выявить основные закономерности изменения свойств бетонной смеси и бегонов на основе ВНВ от главных факторов не удалось. Поэтому авторы уточнили огненные зависимости. необходимые для подбора состава бетона на основе ВНВ. В качестве вяжущего использовали ВНВ-1Ш и ВНВ-50 с кварцевым наполнителем и супер пластификатором С-3. Основу ВНВ составлял

Читайте так же:
Кладочные растворы печи цемент

Старооскольский и Белгородский портландцемент. Мелкими и крупными заполнителями служили кварцевый песок средней крупности и гранитный щебень фракции 5. 10, 5. 40 мм. При этом варьировали В — Ц, расход цемента и долю песка в смеси заполнителей. Изменение B/U при постоянном расходе цемент,-. изменяет содержание воды в бетонной смеси, влияя на ее подвижность. В результате таких экспериментов можно изучить поведение бетонных смесей различной подвижности и бетоны, приготовленные на этих смесей, различной прочности. В связи с тем, что однородность и связность смесей с добавками ПАВ, а также на основе ВНВ, содержащих значительное количество пластификатора, зависят от соотношения между мелким и крупным заполнителями ч расхода цемента, третьим фактором выбрали долю песка в смеси заполнителей.

Полученные зависимости подвижности и жесткости бетонных смесей от расхода воды показали, что применение ВНВ повышает подвижность смеси и резко уменьшает расход воды, необходимый для получения равноподвижиых смесей. Однако основные зависимости в бетоне на основе ПЦ и ВНВ аналогичны, изменяются только количественные результаты.

Сохраняется также правило постоянства водопотребности бетонной смеси при принятых расходах цемента, характерное для бетонных смесей на основе ПЦ при расходе 220. 380 кг/м3. Следовательно, использование в качестве вяжущего ВНВ также не нарушает и этой закономерности, но изменяет водо- потребность и пределы, в которых проявляется эта завлсимость.

Таким образом, влияние ВНВ на водопотребность бетонной смеси можно учесть коэффициентом, представляющим отношение нормальной густоты ВНВ (Кг) к нормальной густоте портландцемента (Кi), который показывает, насколько уменьшается расход, воды в бетонной смеси на основе ВНВ, по сравнению с обычной смесью

Характер зависимости прочности бетона на основе ВНВ от Ц/В также не изменяется. Обобщение данных исследований, проведенных в НИИЖБе, ВНИИЖелезобетоне, МИСИ, по нахождению зависимости кубиковой прочности бетона нормального твердения на основе ВНВ и плотных заполнителях от активности вяжущего и Ц/В показало, что эта зависимость описывается уравнением

Установлено существенное влияние мелких фракций (цемента и песка) в бетонной смеси на основе ВНВ на ее подвижность, однородность и связность. Вероятностно-статистическая обработка полученных данных позволила установить оптимальное соотношение между мелким и крупным заполнителе. с учетом расхода вяжущего по коэффициенту раздвижки зерен, который для бетонных смесей на основе ВНВ

Реологические свойства бетонных смесей на основе ПЦ и ВНВ изучали с помощью прибора в виде цилиндра емкостью 6 дм3, снабженного пригрузом со следящим устройством к отверстием для выхода бетонной смеси в процессе вибрирования на стандартной виброплощадке [2].

Обработка полученных результатов позволила получить двухфакторные квадратичные модели, описывающие зависимость между жесткостью или подвижностью на основе ПЦ и ВНВ и временем выхода, которые и характеризуют формуемость смеси: для жестких смесей А=0,924—0.0036Ж—0.042 (Н.Г.) + + О.ООООЭБЖ* + 0,00046 (Н.Г.) 2 + +0,000191Ж(Н.Г.), (4)

для подвижных смесей

В связи е различной формуемо- етью бетонных смесей на основе ПЦ и ВНВ-50 можно, пользуясь предложенными зависимостями, более точно выбрать жесткость или подвижность бетонных смесей на основе ВНВ с учетом повышенной их тикеотропии.

Таким образом, установлены основные зависимости свойств бетонных смесей и бетонов на основе ВНВ от главных факторов, которые можно использовать при проектировании составов бетонов требуемых свойств.

Проектирование состава бетона на основе ВНВ так же, как и на основе ПЦ, включает назначение требований к бетонной смеси и бетону, выбор материалов для бетонов и определение их свойств, предварительный расчет состава бетона, приготовление пробных замесов с изготовлением контрольных образцов, испытание их на прочность при сжатии, построение графика зависимости /? = /( Ц/В) и уточнение состава.

При расчете состава бетона на основе ВНВ выбирают подвижность или жесткость бетонной смеси в зависимости от размеров изделий, густоты армирования, способа укладки и уплотнения бетонной смеси как для случая применения портландцемента. Затем е помощью зависимостей (4) или (5) уточняют выбранную прочность или подвижности для бетонных смесей на основе ВНВ. После этого устанавливают требования к бетону, его отпускной прочности и др., определенные по данным, указанным в рабочих чертежах или стандартах на данные изделия. Предварительный состав бетона находят на основе зависимости прочности бетона от активности вяжущего, Ц/В, качества исходных материалов и характере изменения удобоукладываемоети от расходов воды.

Пример. Допустим, что необходимо определить состав бетона на основе ВНВ при заданной средней прочности 30 МПа с О.К.=4. 5 см. Материалы: ВНВ-50 активностью 40 МПа, Н.Г.= 18 % и плотностью 2900 кг/м3, песок средней крупности с водопотребноетью и плотностью 2630 кг/м3 щебень с предельной крупностью 40 мм и плотностью 2600 кг/м3.

Читайте так же:
Инструмент для долбления бетона кирпича

Сначала находят O.K. для бетонных смесей на основе ВНВ-50. Затем подсчитывают A для бетонной смеси на основе ПЦ (например е Н.Г.=25%), имеющей О.К.=4. 5 ем. Сохраняя рассчитанное значение формуемости Л, определяют O.K. для бетонной смеси на основе ВНВ-50, в данном случае 2,5.

Устанавливают расход воды по графикам или таблицам для бетонной смеси на основе ПЦ с К =2,5 см. В данном примере 5=170 кг/м3. Для бетонной смеси на основе ВНВ-50 по формуле (1) 6=123 кг/м3. По формуле (2) Ц/В=2,19. Расход вяжущего Ц=(Ц/В)В=270 кг.

Для бетонных смесей и бетонов на основе ВНВ и ПЦ основные зависимости аналогичны, изменяются только положение кривых и получаемые по ним количественные результаты. С учетом этих изменений можно состав бетона на основе ВНВ устанавливать по единой методике, принятой для определения составов бетонов на основе ПЦ.

Водопотребность бетонной смеси.

Изменение расхода цемента в пределах 200—400 кг/м 3 для подвижных смесей и 200—300 кг/м 3 для жестких при одинаковом водосодержании бетонной смеси и одинаковых заполнителях не влияет на ее удобоукладываемость. Увеличение расхода цемента выше указанных пределов вызывает рост водосодержания смеси, который при расходе цемента до 500—600 кг/м 3 может доходить до 30—40 кг/м 3 , таким образом, нецелесообразно увеличивать расход цемента свыше 500—600 кг/м 3 для рядовых бетонов при традиционных схемах приготовления бетонной смеси.

Минимальный расход цемента в бетонной смеси определяют с учетом необходимости обеспечения ее нерасслаиваемости при заданной удобоукладываемости и предельной крупности заполнителя, а также условий эксплуатации конструкций из этой смеси.

Рис. 2. Влияние вида заполнителя и содержания песка в смеси на ее водопотребность:

Бетон на щебне; 2 – бетон на гравии

С повышением предельной крупности заполнителя (щебня, гравия) водопотребность бетонной смеси существенно понижается (рис. I).

Рис. 1. Влияние предельной крупности заполнителя на водопотребность бетонной смеси:

ОК = 2 – 4 см; 2 – Ж = 20 с.

Замена гравия щебнем той же фракции вызывает увеличение водопотребности бетонной смеси на 8—12 %.

На технологические свойства бетонной смеси влияет содержание песка в смеси заполнителей. При оптимальном соотношении песка и щебня водопотребность бетонной смеси (или ее водосодержание) будет минимальной при заданной ее удобоукладываемости. Водопотребность смеси снижается по мере уменьшения содержания песка в смеси заполнителей (рис. 2).

Доля песка в смеси заполнителей тем меньше, чем больше расход цемента, больше предельная крупность и меньше пустотность щебня.

На свойства бетонной смеси в значительной мере влияет крупность мелкого заполнителя. Чем — мельче песок, тем большими будут его удельная поверхность, водопотребность бетонной смеси и расход цемента в бетоне.

Наличие в песке или крупном заполнителе пылевидных, глинистых или илистых частиц приводит к повышению водопотребности бетонной смеси на l—2 % на каждый процент частиц. Однако для бетонных смесей с расходом цемента менее 200 кг/м 3 наличие мельчайших частиц в заполнителе способствует повышению связности и плотности бетонной смеси.

Снизить водопотребность бетонной смеси можно путем введения поверхностноактивных добавок, в частности СДБ, 0,2—0,3 % массы цемента в пересчете на сухое вещество (табл. 10).

Таблица 10

Подвижность смеси OK, см

Жесткость смеси Ж, с

Снижение водопотребности бетонной смеси, проц., при расходе цемента, кг/м 3

Подвижность смеси OK, см

Жесткость смеси Ж, с

Снижение водопотребности бетонной смеси, проц., при расходе цемента, кг/м 3

Минимальный расход цемента в бетонной смеси.

Цементное тесто в бетонной смеси выполняет роль смазочного материала. Минимальный объем теста, необходимого для обмазки зерен и заполнения пустот между ними, составляет 240. 270 л на 1000 л бетона, что соответствует наименьшему расходу цемента, равному 200. 220 кг на 1 м3 бетона.

Факторы определяющие удобоукладываемость бетонной смеси.

Главный фактор — это содержание воды в смеси, выраженное в килограммах на кубический метр бетонной смеси. Можно приближенно принять, что для данного типа и гранулометрического состава заполнителя и удобоукладываемости бетона содержание воды не зависит от отношения заполнитель: цемент. На основании этого можно определять составы бетонных смесей с различным расходом цемента. В табл. 4.1 даны типичные значения содержания воды при различной осадке конуса и максимальной крупности заполнителя.

Эти значения применимы только к бетону без воздухововлекающих добавок. Если в бетоне имеется воздух, то содержание воды может быть снижено в соответствии с данными, представленными на рис. 4.2. Так как влияние вовлеченного воздуха на удобоукладываемость зависит от состава бетонной смеси, приведенные на рис. 4.2 величины являются приближенными.

Читайте так же:
Как очистить кафель от цемента для повторного использования

Если содержание воды и других компонентов смеси фиксировано, то удобоукладываемость регулируется максимальным размером заполнителя, его гранулометрическим составом, формой и текстурой. Однако гранулометрический состав и водоцементное отношение следует рассматривать совместно, так как гранулометрический состав, дающий наиболее удобоукладываемый бетон при данной величине водоцементно-го отношения, может не оказаться наилучшим для другой величины этого отношения. В частности, чем больше водоцементное отношение, тем более мелкий гранулометрический состав необходим для получения наибольшей удобоукладываемости. Практически для данной величины водоцементного отношения имеется одно значение отношения крупный: мелкий заполнитель (при применении данных материалов), которое дает наибольшую удобоукладываемость. Для данной удобоукладываемости имеется только одно значение отношения крупный: мелкий заполнитель, которое требует наименьшего содержания воды.

Следует, однако, помнить, что при рассмотрении гранулометрического состава заполнителя, необходимого для получения смесей с достаточной удобоукладываемостью, состав выражается в весовых соотношениях — это относится только к заполнителям с постоянным удельным весом. Практически удобоукладываемость регулируется объемными соотношениями частиц разного размера, так что при применении заполнителей с разным удельным весом (например, в случае легких заполнителей или смесей обычных и легких заполнителей) пропорции смеси

следует оценивать на основании абсолютного объема каждой фракции. Это приложимо также к бетону, содержащему вовлеченный воздух, так как этот воздух ведет себя как невесомые легкие частицы. Влияние свойств заполнителя на удобоукладываемость уменьшается по мере увеличения жирности смеси и, возможно, полностью исчезает, когда отношение заполнитель: цемент снижается до 2,5 или 2.

На практике следует с осторожностью прогнозировать влияние состава смеси на удобоукладываемость бетона, так как из трех факторов — водоцементное отношение, отношение заполнитель: цемент и содержание воды — только два являются независимыми. Например, если отношение заполнитель: цемент уменьшается, а водоцементное отношение остается постоянным, то содержание воды возрастает, а следовательно, увеличивается и удобоукладываемость. Если же содержание воды остается постоянным при уменьшении отношения заполнитель: цемент, то водоцементное отношение уменьшается, а удобоукладываемость почти не изменяется.

Дата добавления: 2019-02-26 ; просмотров: 825 ; Мы поможем в написании вашей работы!

» Строительное Управление 47 » +7(8482) 61-61-60

  • Цены
  • Доставка Продукции
  • Качество продукции
  • Вопрос-Ответ
  • Статьи и обзоры
  • Что влияет на качество бетона?

Возможности значительного повышения качества бетонов для различного назначения.

Появление новых высококачественных бетонов открыло новую эру в строительной сфере. Их уникальные свойства позволили реализовать такие проекты, о которых недавно трудно было и мечтать.

Достаточно упомянуть тоннель под Ла-Маншем, 125-этажный небоскреб в Чикаго высотой 610 метров, мост через пролив Акаси в Японии с центральным пролетом 1990 метров (мировой рекорд 1990 года). Мост через пролив Нордамберленд в Восточной Канаде длиной 12,9 километра сооружен на опорах, которые на глубину более 35 метров погружены в воду. При крайне суровых условиях эксплуатации (ежегодно бетон подвержен 100 циклам замораживания и оттаивания) конструкции этого моста рассчитаны на срок службы 100 лет.

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.

И все это благодаря цементам для особо высокопрочных бетонов, новым технологиям в их изготовлении. Если говорить конкретно, то оптимизация гранулометрического состава вяжущих в начале 70-х годов выявила 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 DSP-композиты (уплотненные системы, содержащие гомогенно распределенные ультрамалые частицы). Эти материалы включают в себя специально подготовленные цементы, микрокремнезем, заполнители и микроволокна. А за счет особых технологических приемов при В/Ц=0,12-0,22 удалось достичь прочности 270 МПа при высокой стойкости к коррозионным воздействиям и истиранию. Известково-кварцевые материалы с прочностью на сжатие до 250 МПа были получены путем формования под давлением 13В 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 прессовании при давлении 345 МПа повысить ее до 650 МПа.

Читайте так же:
Рукава армированные для цемента

Пожалуй, нигде так ярко не проявляются многообразные свойства бетона как композиционного материала, как в специальных бетонах. В них представлена вся палитра строительно-технических свойств: особо высокопрочные, особо высокоплотные, особо быстротвердеющие, кислото- и жаростойкие, радио экранирующие и радиоизолирующие, электропроводящие и многие другие.

Сейчас хорошо изучены бетоны на магнезиальных вяжущих. Их многие свойства лучше, чем у бетонов на портландцементе; они не требуют влажного хранения при твердении, обеспечивают высокую огнестойкость и низкую теплопроводность, у них хорошие износостойкость, прочность при сжатии и изгибе. Такие бетоны легко получать с различными видами заполнителей — как неорганических (известняк и мраморная крошка, асбест, песок, дробленый камень и гравий, каолин, гранулированные шлаки, сульфат магния и пигменты), так и органических (опилки, стружка, резиновый дробленый материал, отходы пластмасс и картонажного производства, льняная костра, битумы и т. д.). Магнезиальные бетоны характеризуются эластичностью, высокой ранней прочностью, легкостью, стойкостью к действию масел, смазок, лаков и красок, органических растворителей, щелочей и солей, включая сульфаты.

Сегодня такие бетоны широко применяются в качестве материала для полов в зданиях индустриального, торгового и жилищного назначения, а также стяжек под полы для ковровых материалов и линолеума. Их используют в качестве изоляционных составов и адгезивов, при изготовлении художественных изделий, для специальных штукатурок и легкобетонных стен.

К сожалению, масштабы применения магнезиальных бетонов пока ограничены, поскольку они неустойчивы к действию воды. Это проявляется в потере прочности при длительном водном хранении. Искусственный камень на основе оксихлорида магния нестоек и к действию некоторых кислот и солей и сам может вызывать коррозию стали и алюминия. Однако превосходные характеристики бетонов поддерживают постоянный интерес к этому материалу. Растет число исследований с целью повышения его водостойкости как за счет модифицирования вяжущего, так и за счет пропитки. Все это может оказаться не только легко осуществимым, но и экономически оправданным за счет широкого использования разнообразных отходов в качестве компонентов вяжущего и заполнителей, а также применения широко доступного и дешевого доломита как материала для замены каустического магнезита.

Достигнуты значительные успехи в применении бетонов на фосфатных цементах. Благодаря очень коротким срокам схватывания их широко используют при ремонте многих объектов гражданского и промышленного строительства, прежде всего автострад, труб и сборных железобетонных изделий. Так, промышленно выпускаемые ремонтные составы на аммонийфосфатных цементах позволяют получать прочность на сжатие около 30 МПа за 45 минут твердения, а бетоны на силикатно-фосфатных цементах схватываются за 30 минут и через 4 часа имеют прочность на сжатие свыше 50 МПа. Вяжущие на основе гексаметафосфата натрия могут применяться с оксидами магния как превосходное связующее для огнеупорных бетонов и кирпича для футеровки электропечей при плавке чугуна. Через 24 часа твердения при температуре 120°С получаются очень устойчивые материалы с прочностью более 65 МПа.

Другим типом бетонов с регулируемыми сроками схватывания являются бетоны на модифицированных цементах с галогеналюминатами кальция. Такие цементы готовят путем смешения портландцемента с соответствующими галогеналюминатами либо при производстве клинкера путем введения в шихту необходимого количества галогенидов кальция, причем применение фторалюминатов (или фторидов) наиболее перспективно как по экономическим соображениям, так и с учетом токсичности, возможности образования высолов на поверхности бетона и коррозионного воздействия на арматуру.

Бетоны на описанных выше цементах характеризуются короткими сроками схватывания и имеют высокую раннюю прочность, что делает их весьма привлекательными для некоторых сборных конструкций при строительстве взлетно-посадочных полос аэродромов, ремонте дорожных покрытий и т. д. Эти бетоны пригодны и для зимнего бетонирования из-за хорошего темпа твердения при температуре минус 10°С, их морозостойкость также достаточно высока и соответствует морозостойкости бетонов на портландцементе с воздухововлекающими добавками.

Несколько слов о кислотостойких бетонах. Их получают на основе связующего — растворимого стекла — высоковязкий водный раствор силикатов натрия или калия с высоким силикатным модулем. Заполнители для таких бетонов должны обладать растворимостью в кислотах максимум 1 процент по массе, что, прежде всего, определяется их минералогическим составом и структурой. Как правило, используют плотные кварц, базальт или порфир, причем в отличие от цементных бетонов повышение доли тончайших фракций сказывается в высшей степени позитивно. Именно поэтому заполнители обычно содержат около 30 процентов частиц с крупностью

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector