Самозалечивающийся эластичный бетон производство

Обновлено: 12.05.2024

Самовосстанавливающийся бетон – это общее название разных современных разработок и инновационных решений, призванных изменить структуру материала и сделать его способным к восстановлению, стойкости к различным воздействиям. Ввиду того, что бетон сегодня является одним из наиболее востребованных и популярных материалов в ремонтно-строительной сфере, поиск новых методов производства актуален как никогда.

Каждый год в мире производят до 10 миллиардов тонн бетонного раствора. Несмотря на некоторые недостатки, заменить бетон материалом с такими же преимуществами и техническими характеристиками пока невозможно. Поэтому ученые всего мира постоянно проводят исследования и эксперименты в попытках нивелировать такие минусы бетона, как усадка, вероятность распространения трещин и деформаций, нестойкость ко внешним воздействиям и т.д.

Основное направление современных разработок – поиск самозалечивающегося, гибкого бетона, который будет эффективно противостоять деформациям и сможет восстанавливаться при любых воздействиях.

Виды самовосстанавливающихся бетонов

Современные производители предлагают большой выбор бетонных смесей, но самовосстанавливающиеся растворы пока еще находятся в стадии разработки и активно в строительстве не применяются. Существует несколько видов бетонов, созданных в разных точках мира, которые имеют все шансы стать популярными и частоприменимыми в будущем.

Подробнее о бетонных инновациях

Разработки и работы по созданию гибкого бетона, способного к самовосстановлению, ведутся давно. Так, на базе Бингемтонского университета (штат Нью-Йорк) с помощью ученых университета Рутгерса была создана новая смесь – ее назвали самовосстанавливающимся бетоном. Материал еще известен как грибковый бетон и у него есть потенциал исключить проблемы появления на бетонном монолите трещин.

Ученые выявили интересный момент: взяв гриб Trichoderma reesei, вмешали его в традиционную цементную смесь, потом залили конструкцию и искусственно создали трещины. При обнаружении первой трещины грибок (до того спящий) активизировался. По мере того, как в трещины попадали кислород и вода, споры грибов росли и создавали карбонат кальция, заполняющий и скрепляющий трещины.

Пока исследования находятся все еще на первой стадии, остается масса неисследованных вопросов и самый важный из них касается выживаемости грибка Trichoderma reesei в суровых условиях.

Дальнейшие погружения в раствор

Другая группа ученых из Университета Кардиффа (Уэльс) тестировала 3 технологии исцеления бетона: полимерную память формы, использование бактерий и целебных агентов через микрокапсулы, закачку органических/неорганических материалов в структуру материала.

В Британской Колумбии ученые университета «Виктории» (факультета гражданского строительства) объявили про запуск различных экспериментов с волокнами (древесная целлюлоза, зольная пыль). Они могут помочь создать уникальную формулу бетона, способного к самовосстановлению.

В Канаде же создали экологически чистый композит на базе пластично-цементной смеси. Данный строительный материал армирован полимерными волокнами и в ходе испытаний выяснилось, что такой раствор способен выдерживать толчки землетрясения мощностью до 9 баллов по шкале Рихтера.

От современных исследований к древнему Риму

Идея бетона и самого цемента римлянами была не придумана, а заимствована у древних греков. Так, есть пример хорошо сохранившегося водопроводного резервуара в греческом городе Мегара – его конструкции были обмазаны чем-то похожим на цемент. И если изучить этот цемент, можно отыскать особый компонент, который придает крепость и прочность древнеримским зданиям.

Состав греческого цемента включал вулканический пепел – сегодня он называется «пуццолан». Тогда его добывали у холмов города Путеолы (сегодня Поццуоли) возле Везувия, от чего и произошло название вещества. Бетон с вулканическим пеплом в Древнем Риме начали применять со 2 в. до н.э. В смеси вводили пуццолан, известь, пемзу, вулканический туф, камни, песок.

Материал свой древние римляне называли греческим словом «emplekton» или латинским «rudus», вяжущее – «оpus caementum». Французский термин «бетон» появился лишь в 18 столетии.

Инновация профессора Ричарда Римана

Профессор Ричард Риман умудрился создать легкий и экологически чистый бетон, которому присущи свойства гидротермального жидкофазного уплотнения. Профессор утверждает, что он смог понизить углеродный след цемента/бетона до 70%, а в итоге даже не исключено поглощение углекислого газа. Но эта технология, как и все современные разработки, требует тщательного изучения, доработки, получения достоверных результатов проверок и т.д.

Секреты древнеримских технологий

Американские ученые несколько лет тому исследовали древнеримский оpus caementum, сравнивали с составом современного материала и отыскали причину крепости и прочности. В пуццолане содержится большой объем силиката алюминия (в современном бетоне его нет), который при замешивании с морской водой дает горячую химическую реакцию, в ходе которой в структуре раствора появляется минерал алюминий-тоберморит, он и отвечает за повышенную прочность.

Особенно актуально изучение этого химического процесса в морских строениях. Так, созданная по римским технологиям гавань Ирода Великого (Кесария, 1 в. до н.э., включает порт и комплекс защитных сооружений) две тысячи лет омывается постоянно морскими волнами, уходя частично под воду. И реакция с образованием Al-тоберморита в монолите постепенно идет годами, сотнями лет (возможно, и сегодня). Бетон портовых сооружений становится более прочным с каждым днем и неизвестно, сколько еще может простоять в будущем.

Римские строители применяли бетон в разных вариантах, они же стандартизировали состав смеси: нормировали технологии, изучили химический состав, соблюдали нормативы. И прочность бетонного монолита в зданиях, что построены сегодня, рассчитана на 100-120 лет максимум, а римские сооружения стоят уже 2000 лет и переживут еще и современные конструкции.

В мире производят миллионы тонн бетона, так как основная масса крупных и мелких сооружений строятся из этого строительного материала. Постоянно растущая потребность в увеличении срока эксплуатационной пригодности сооружений диктует необходимость развивать это направление. Мировая наука поднимает на новый уровень качество стройматериала, используя в его составе природные свойства живых организмов.

Характеристики и назначение нового стройматериала

Самовосстанавливающийся бетон – новая ступень в развитии строительных материалов. Согласно ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 7473-2010, ГОСТ Р 57345-2016, ГОСТ Р 57359-2016, в производстве бетона определены: состав, структура, условия твердения и так далее 1. Новый самовосстанавливающийся бетон отличается от классических рецептов добавлением в состав грибков и спор бактерий, способных выжить в щелочных условиях и придать строительному материалу новые свойства. В процессе своей жизнедеятельности бактерии вырабатывают вещества, восстанавливающие поврежденную поверхность бетонной конструкции.

Известный факт, что бетон со временем рассыхается, покрываясь трещинами, в которые проникает вода, а вместе с ней и микроорганизмы, начинающие процесс коррозии. В результате такого разрушения требуется дорогостоящий ремонт бетонного сооружения. Добавленные в состав грибки и споры бактерий могут находиться в состоянии покоя на протяжении десятилетий. Как только конструкция покрывается трещинами, и в них проникает вода, микроорганизмы активизируются и начинают вырабатывать карбонат кальция (известняк), заполняя этим материалом трещины в бетоне. Этот процесс самовосстановления продлевает срок эксплуатации бетонного строения.

Способы получения самовосстанавливающегося бетона с бактериями

Первая строка – контрольный образец; вторая – споры T. reesei; третья – Aspergillus nidulans [8]

Технический университет Делфта, Нидерланды [7]

Микробиолог Хэнк Джонкерс предложил в состав бетона добавлять бактерии рода Bacillus. Бактерии помещены в бетонную смесь в биоразлагаемых капсулах вместе с лактатом кальция. Как только в трещины на поверхности бетона начинает попадать вода, биоразлагаемая капсула растворяется, а бактерии, активизировавшись, начинают вырабатывать известняк, которым заполняются трещины в стройматериале. Лактат кальция используется как питательная среда для бактерий рода Bacillus.

Бингемтонский университет, штат Нью-Йорк и университет Рутгерса [8]

Группа ученых двух университетов добавила в смесь бетона споры грибка Trichoderma reesei [9]. После того, как на поверхности стройматериала начали появляться трещины, вода и воздух спровоцировали грибок активно прорастать, вырабатывая карбонат кальция, которым накрепко замуровались образовавшиеся повреждения.

Иные технологии самовосстановления

Развивая свойства строительных материалов и повышая их экономическую выгоду, в отличие от строительных норм и правил (СНиП 82-02-95, СНиП 82-01-95), регламентирующих расход цемента в производстве бетонных и железобетонных изделий, отечественная и мировая науки пошли дальше утвержденных стандартами правил, применения открытия в биологии и микробиологии [5, 6].

Севастопольский гос. университет

Группа ученых университета разработала технологию нанопорошков с добавлением штаммов бактерий. Добавленный в бетонную смесь ингредиент усиливает бетонный блок при сжатии на 94%. Этот строительный материал предполагается использовать в гидротехническом и берегоукрепительном строительстве.

Университет Мичигана, США [10]

Ученые Инцзы Ян и Виктор Ли, почерпнув идею из природных свойств роста и самовосстановления морских ракушек, добились того, что при длительном контакте самовосстанавливающегося бетона с водой образовавшиеся трещины зарубцовываются, заполняясь карбонатом кальция.

Университет «Виктория», Британская Колумбия

Ученые вывели пластичный цементный композит с применением в составе полимера, что дало бетону возможность выдерживать воздействие колебаний до 12 баллов по шкале Меркалли.

Нитрифицирующие бактерии

Растут бактерии в простых минеральных средах в почве и в водоемах. Специфичные микроорганизмы хорошо развиваются в жидкой среде. Нитрификация – это процесс превращения азотосодержащих соединений в нитриты, а затем в нитраты.

Исследования показывают, что нитрифицирующие бактерии наряду с аммонифицирующими бактериями и грибками участвуют в коррозии бетонных изделий, особенно подземных сооружений, коллекторов и так далее.

Плюсы и минусы самозалечивающегося бетона

Микроскопическая съемка T. ressei с увеличением x1000, показывающая, что споры растут одинаково хорошо как с бетоном, так и без него [8]

Бетон — строительный материал, который в жидком состоянии обладает текучестью воды, что даёт возможность заливать цементный раствор в любые формы и ниши. В затвердевшем же состоянии бетон обладает твердостью камня, что делает его незаменимым в строительстве крупных объектов (мосты, высотные здания, плотины и так далее).

Разрушительно влияют на бетон влага, перепады температур, воздействие химикатов, коррозия, со временем материалу свойственно рассыхаться.
Самовосстанавливающийся бетон отличается более высокой стойкостью к влиянию внешних разрушающих факторов и обладает свойством самовосстановления.

Области применения

Бетон – прочный строительный материал, обладает необходимыми свойствами для строительства как крупных сооружений (мостов, эстакад, плотин на гидроэлектростанциях и т. д.), так и мелких строительных изделий (бордюров, мачт уличного освещения, железобетонных заборов и т. д.).

Новый самовосстанавливающийся материал необходим в местах, где производство мелких ремонтных работ и регулярный осмотр состояния сооружений невозможен:

подземное строительство;
подводное строительство;
высотные здания;
транспортные сооружения мостового типа.

Еще одно преимущество строительных материалов нового поколения – возможность экономии бюджетных средств, так как отсутствует необходимость в постоянном мелком ремонте сооружений. Регулярно выделяемые для этих целей деньги могут быть направлены на строительство новых объектов.

Самоуплотняющийся бетон (СУБ) – это тип бетона, в жидком состоянии способный самостоятельно утрамбовываться за счёт растекания. Благодаря полимеру в составе молекулы отталкиваются друг от друга, распространяясь по заполняемой полости. Среди преимуществ такого состава можно назвать его однородность, регулируемую вязкость, а также низкую расслаиваемость в сравнении с другими типами.

Области применения

Используется данный вид смеси в строительстве: как при возведении зданий с начала, так и во время реставрации или укрепления уже построенных сооружений. При установке теплого пола рекомендуется также заливать самоуплотняющийся состав. Подойдёт он и для железобетонного строительства, поскольку смесь быстро обволакивает железные крепления, не оставляя пустот. В гидротехническом строительстве этот бетон активно применяется потому, что хорошо заполняет швы, не пропуская воду.

Заменяют обычный бетон на самоуплотняющийся и в случаях, когда хотят сэкономить на выравнивании и времени уплотнения при ручном труде. Самоуплотняющийся бетон не нужно, во-первых, укладывать механически, во-вторых, размешивать с высокой интенсивностью, что позволяет снизить уровень вибрации на стройплощадке.

Характеристики

У данного вида материала есть пять показателей, по которым он классифицируется на группы: способность расслаивания, укладываемость, вязкость обычная и при протекании раствора через воронку, и также сопротивление.

Классы с PA1 по PA2 – по сопротивляемости, в особенности при прохождении арматур;
Классы с SF1 по SF3 — по укладываемости или расплыву конуса;
Классы с VS1 по VS2 — по растеканию бетонного конуса по круглой площади 50 см в ширину, исходя из времени высчитывается вязкость;
Классы с VF1 по VF2 — по степени вязкости, высчитанной при пропускании через воронку;
С SR1 по SR2 — при помощи сит измеряется толщина расслаивания, по которой проводится данная классификация.

Бетоны с маркировкой S называются высокоподвижными и, согласно ГОСТ 26633-2012, применяются при сложном или вертикальном строительстве, а также в армированных конструкциях. Смеси с F-маркировкой называются вязкими и заливаются там, где не требуется высокая прочность или отделка.

По своим свойствами самоуплотняющиеся материалы ничем не уступают обычной бетонной смеси, например, их эластичность составляет от 30 до 36 ГПА, усадка – до 800, процент воздуха в затвердевшем бетоне достигает 4-6, на объём воды приходится одна четверть. С временем устойчивость бетона к сжатию увеличивается: если после четырех недель эксплуатации она составляет от 40 до 80 МПа, то через три месяца достигнет 55-110 МПа.

Всё это – общие характеристики СУБ, однако у каждой смеси в зависимости от сферы её применения имеются собственные свойства. Во время заказа бетона стоит оговаривать и уточнять растекаемость, вязкость, индекс расслаивания – пропорции, заданные производителями, как правило, поставщикам известны. ACI 237 занимается подготовкой памятки о показателях расплыва в зависимости от типа строительства. Те, кто в первый раз работают с самоуплотняющимися смесями, могут ориентироваться в показателях на обычный бетон, поскольку они схожи.

Технология приготовления: состав, пропорции и перевозка

Как и любая бетонная смесь, самоуплотняющийся бетон состоит из воды, цемента и песка, но с добавлением дополнительных компонентов. В состав смеси входят:

пластификатор – 2-4 кубических килограмма на кубический метр;
молотый известняк/молотая зола – около 200 кг на метр кубический;
щебень – до 950 кг;
песок – до 650 кг;
вода – 170-180 л (однако пропорции можно регулировать для изменения текучести);
цемент – 350 кг;
модификаторы и наполнители, придающие антикоррозийные свойства и препятствующие появлению трещин.

В число загустителей могут входить целлюлоза, природные полимеры, крахмал, полиэтиленгликоль и так далее. Наибольшую долю в составе смеси должны занимать щебень и песок – 30 и 32 процента соответственно. Следом по объёму идёт цемент (около 20%), вода (7%) и пластификаторы с дополнительными добавками (оставшийся процент). При оптимальном содержании этих компонентов состав будет обладать вязкостью, необходимой скоростью распределения и прочностью. Модификатор создает на поверхности слой, не дающий жидкости распадаться на компоненты, предотвращающий расслоение.

По своей устойчивости этот вид бетона разделяют на мелкодисперсный и стабилизаторный.

Стабилизаторный бетон имеет стандартный состав с добавлением стабилизирующих растворов, помогающих смеси дойти до подходящей степени вязкости.
В мелкодисперсный добавляется измельченный заполнитель, что снижает вероятность расслаивания, а также предотвращает протекание сквозь армированную поверхность. В качестве наполнителя применяют шлак, перетертый известняк, уносы кремния или золы.

Изготовить своими силами на строительной площадке не получится, поскольку пропорции в составе должны быть строго отмерены, разбавление может производится только по необходимости, а сушка требует особого контроля. Поэтому для заливки приглашаются специалисты. При транспортировке самоуплотняющегося материала важно соблюдать технику безопасности:

Транспорт, на котором осуществляется перевозка, должен иметь особый сертификат о транспортировке.
При перемещении бетона необходимо учитывать температуру воздуха, погоду, иначе есть риск испортить готовую смесь. Важно поддерживать температуру внутри транспорта.
Содержимое барабана выгружается полностью при помощи смесительной установки, затем ёмкости моются.
После выгрузки в раствор должен быть добавлен разжижитель, чтобы бетон не загустел при использовании.

При работе со смесью важно помнить о ряде правил. Например, труба, подающая раствор, не должна по длине превышать 200 метров – иначе во время подачи смесь может распасться на компоненты. СУБ должен регулярно перемешиваться для недопущения затвердевания, а в заливаемой полости не должно находиться воды, чтобы это не привело к деформации уже застывшего бетона.

Преимущества и недостатки

Главное преимущество СУБ – то, как его применение ускоряет весь процесс монтажных работ. Во-вторых, самостоятельное распределение и уплотнение смеси предотвращают появление полостей, дефектов и ранних трещин. Такой бетон имеет ровную поверхность, долго служит и устойчив к сильным ударам. Вязкость позволяет применять его в возведении зданий нетипичной формы, заливать им густые сети арматурных крепежей. Кроме того, после застывания СУБ работает в качестве отличного подавителя шумов и вибрации.

Применение самоуплотняющегося материала вместо обычного помогает строителям экономить на оплате труда, так как отпадает необходимость в бригаде рабочих, занимающихся уплотнением.

К числу недостатков такого вида бетона относится его высокая стоимость, а также ползучесть, из-за которой использовать состав при возведении вертикальных сооружений придётся с осторожностью.

Заключение

Самоуплотняющиеся бетонные смеси требуют особого обращения, однако их функциональность его окупает. Стоит заранее ознакомиться со свойствами СУБов, чтобы правильно его эксплуатировать.

Самоуплотняющийся бетон – это строительный материал, представляющий собой смесь из цемента песка, воды, а также различных добавок, улучшающих строительные характеристики материала. Конструкции из бетона отличаются высокой прочностью длительным сроком эксплуатации и неприхотливостью к окружающей среде. Может показаться что это универсальный материал для возведения зданий и иных архитектурных сооружений, однако это не так.

Прогресс не стоит на месте и современные строительные объекты нуждаются в материалах, которые отвечают гораздо более высоким требованиям нежели были раньше. Одним из таких требований является то что материалы должны набирать прочность за как можно меньший срок и обладать высокой прочностью, при этом должно расходоваться как можно меньше трудовых ресурсов. Несколько лет назад японские специалисты нашли выход и создали по новой технологии бетон, который сам уплотняется. Такой тип бетона заполняет опалубку без применения каких-либо дополнительных усилий со стороны строителей.

Определение

Многие задаются вопросом, что такое самоуплотняющийся бетон и каковы его свойства? СУБ (самоуплотняющиеся бетоны) — это инновационный строительный материал, который проседает и уплотняется под воздействием собственной массы и гравитации, при этом заполняется практически все пространство опалубки даже если на поверхности уложена мелкоячеистая армирующая решетка в несколько слоев. Применяется СУБ при производстве железобетона (особенно если в составе бетона большое количество арматуры) при создании прочных бесшовных полов и перекрытий, а также в торкрет-бетонировании. Бетонная масса обладает высокой подвижностью, густотой и вязкостью, поэтому с ней легко и удобно работать.

Преимущества

Из преимуществ основным показателем является быстрота монтажа так как после заливки не требуются какие-либо дополнительные манипуляции для уплотнения смеси. Как следствие отсутствуют и дефекты, так как раствор полностью заполняет пространство.

После затвердевания поверхность получается ровной гладкой и достаточно эстетичной (это зачастую позволяет сэкономить на косметической отделке) что дает возможность легко идентифицировать форму опалубки. Материал неприхотлив в эксплуатации, долговечен, обладает высоким показателем сцепления с арматурой, что также сказывается на механической прочности сооружения.

Так как состав обладает высокой вязкостью и хорошо держит форму, при определенных навыках и мастерстве удается возвести сооружения различной геометрии (что невозможно при использовании обычного бетона, поскольку он для таких целей достаточно рыхлый). Помимо всего вышеперечисленного есть возможность сэкономить на оплате труда рабочей бригаде и переориентировать ее на выполнение дополнительных задач, поскольку материал достаточно быстро заливается и не требует уплотнения. СУБ также обладает повышенной шумо- и виброизоляцией что зачастую является достаточно важным показателем, например, при возведении каких-либо производственных мощностей в городской черте.

Недостатки

Несмотря на все вышеперечисленные преимущества СУБ обладает и несколькими недостатками. Самым основным можно считать высокую стоимость смеси поскольку для производства требуется повышенный (по сравнению с обычным цементом в одинаковом объемном соотношении) объем цемента, песка и пластификаторов.

Еще одним недостатком можно считать подвижность бетонной смеси, однако это легко нивелируется если рабочая бригада достаточно профессиональная и имеет опыт работы с СУБ.

Свойства

Самоуплотняющаяся бетонная смесь обладает следующими физико-механическими свойствами (по сравнению с простым бетоном):

Предельная прочность на растяжение – существенно выше нежели у обычного бетона.
Предельная прочность на сжатие – аналогично предыдущему показателю, однако с условием что при приготовлении бетонной смеси было строгое соблюдение рецептуры (это особенно касается пропорционального соотношения воды).
Показатель ползучести – как уже упоминалось ранее данный коэффициент несколько больше за счет применения в составе смеси из пластификаторов, химических модуляторов, песка и портландцемента, однако этот показатель не превышает допустимые нормы.
Адгезия – показатель сцепления с арматурой также имеет повышенное значение ввиду высокой плотности, ползучести и скорости затвердевания.
Усадка – зависит от количества цементного клея. СУБ и обычный цемент по этому показателю примерно равны.
Упругость – Ниже на 15% по сравнению с обычным цементно-песчаной массой. Это обусловлено пониженным содержанием фракции сухих мелкокомпонентных смесей (песка) и достаточно малым содержанием фракции крупнокомпонетного состава (щебня).

Важно: Отдельно стоит отметить особый свойства бетонных конструкций. За счет более высокой плотности при равном объеме увеличивается и масса сооружения. Это необходимо учитывать при возведении конструкции, поскольку после затвердевания состава здание может просесть. Поэтому рекомендуется делать поправку и проектировать более тонкие перекрытия и поверхности, благо прочность материала это позволяет.

Состав

Раствор для самоуплотняющегося бетона состоит из следующих компонентов (из расчета на 1 м3):

Это стандартный расчет состава бетона. Однако кроме этих компонентов в него могут добавлять различные химические модификаторы и наполнители, повышающие адгезию и снижающие риск образования трещин при усадке.

Применение и особенности укладки

СУБ применяется при строительстве различных объектов, в частности для постройки гидротехнических конструкций (пирсы, портовые здания, волнорезы, дамбы ГЭС).

При производстве сборных армированных железобетонных элементов и конструкций.
Для возведения монолитных бесшовных полов.
Для укрепления и усиления зданий и опорных конструкций.
При возведении объектов, для которых необходима изначально высококачественная ровная поверхность, не требующая дополнительной обработки (например, взлетно-посадочная полоса).
При строительстве из бетона различных конструкций с высоким содержанием армирующих элементов.
Для возведения ограждений или тонкостенных помещений (например, когда в здании необходим минимальный вес несущих и опорных перекрытий).

При укладке самоуплотняющегося бетона стоит помнить о некоторых особенностях и нюансах использования этого материала. Так, например, из-за повышенного содержания суперпластификаторов значительно увеличивается время схватывания бетонной смеси. Самоуплотняющиеся бетоны при перевозке в бетономешалке более одного часа начинает терять свойство самоуплотнения, пластификаторы также негативно воспринимают длительную перевозку и вследствие этого теряется подвижность раствора. Профессионалы рекомендуют не экономить и изготавливать СУБ непосредственно на месте строительства.

При транспортировке бетона по трубопроводу длиной более 200 метров к рабочему участку могут появляться расслоения и как следствие неоднородность массы. Данный момент также стоит учитывать особенно тщательно и постараться по возможности избежать использования при заливке длинных подающих трубопроводов. Наличие неоднородного состава и расслоений может негативно сказаться на конечном результате и существенно понизить физико-механические показатели готовой конструкции.

Перед заливкой самоуплотняющимся бетоном опалубки необходимо убедиться в отсутствии жидкости, поскольку даже небольшой объем воды может нарушить состав. Если вода есть, то стоит ее удалить, причем желательно чтобы поверхность вообще была сухой, это значительно улучшит коэффициент адгезии. При заливке СУБ важно чтобы все компоненты подавались непрерывно, в противном случае возможно нарушение однородности и снижение качества конечного результата. Какое-то время раствор нельзя трогать, поскольку он не нуждается в уплотнении, а какие-либо манипуляции могут нарушить однородность и создать неровности поверхности после застывания.

Важно: Если в процессе перевозки или хранения самоуплотняющаяся смесь потеряла часть своих качественных характеристик и загустела, их можно восстановить специальными химическими разжижителями, которые подаются непосредственно в бетономешалку и перемешиваются до придания массе однородности и восстановления первоначальных свойств.

Для улучшения качественных характеристик бетона класса-В15 в процессе приготовления рабочей смеси можно использовать следующие добавки:

песок и щебень более мелких фракций – при их использовании значительно повышается прочность, однако вязкость также увеличивается (так как площадь поверхности частиц мелкой фракции в общей сумме значительно больше нежели крупной;
добавление в смесь микро- и ультрадисперсного наполнителя также существенно повышает прочность снижает риск образования коррозии на арматуре и появления трещин в процессе усадки и последующей эксплуатации.

Диагностика

Нормативные данные, жесткие требования к условиям изготовления и диагностика самоуплотняющихся бетонных смесей при строительстве применяется только в странах Евросоюза. Для оценки удобоукладваемости и текучести бетонного раствора применяют «реологический» метод анализа, основанный на гидродинамике и реологии. Анализ и диагностика производится по следующим качественным показателям:

Прочностные характеристики.
Вязкость смеси.
Степень водоотведения.
Коэффициент расслоения среды.
Подвижность (определяется в сантиметрах по величине осадки стандартного конуса).
Удобоукладваемость (оценивается показателями подвижности).

При анализе вышеперечисленных характеристик используют математическую модель эксперимента:

процентное соотношение добавки суперпластификатор: 0.8, 1, и 1.3 от общей массы;
процентное соотношение стабилизаторов: 0.05, 0.1, 0.15, и 0.3 от общей массы.

В анализе используются образцы в виде кубов со стороной грани 10 см. После приготовления раствора в каждом образце определяли показатель удобоукладываемости и помещают в комнату с оптимальной влажностью и температурным режимом. В процессе застывания образцы проверяют на прочность в первый день, третий, седьмой затем спустя 14 и 30 дней. После получения статистических данных составляется сводная таблица, на основании которой производят анализ водоотведения и коэффициент расслоения.

Производство и транспортировка

Бетон, который сам уплотняется, как и любая другая жидкая строительная смесь требует определенных условий транспортировки. Причина аналогичная – СУБ, как и обычный бетонный раствор, подвержен постепенному расслоению, при этом смесь разделяется на фракции, как следствие качественные показатели значительно снижаются, что негативно сказывается на конечном результате.

Для того чтобы избежать такого рода последствий стоит придерживаться определенных правил:

Перевозка состава в течение двух-трех часов невозможно, максимальное время в движении составляет один час. При нахождении смеси более часа в статичном состоянии начинается расслоение на фракции и выпадение осадка. Поэтому длительную (да, впрочем, и короткую тоже) желательно осуществлять только в бетономешалках.
Погодные условия напрямую влияют на качество конечного результата. Само собой разумеется, что в бетон не должны попадать атмосферные осадки, это изменит процентное соотношение воды. Также не рекомендуется длительное нахождение смеси под прямыми солнечными лучами, так как это повысит температуру смеси и негативно отразится на консистенции.
После того как бетонную смесь привезли на строительную площадку, в него необходимо добавить разжижитель, чтобы оптимизировать консистенцию (с загустевшим раствором работать сложнее, плюс ко всему снижаются показатели самоуплотнения).

Заключение

Самоуплотняющийся бетон – это строительный материал нового поколения, обладающий гораздо более высокими характеристиками по сравнению с предшественником. Готовые сухие смеси можно приобрести в любом строительном магазине где вам предоставят все необходимые сертификаты качества, однако если вам это не принципиально или необходим достаточно большой объем этого строительного материала, то стоит изучить рецептуру и приготовить смесь самостоятельно.

Полимерный бетон — прочный материал, отличающийся эстетичным внешним видом. Прочность бетонной смеси сочетается с красотой натурального камня. Доступная цена позволяет часто применять материал при строительно-отделочных работах.

Характеристики

Полимербетон устойчив к воздействию влаги и механических факторов. Он нормально реагирует на изменения температур.Состав быстро застывает, хорошо сцепляясь с любым основанием. Материал эластичен и воздухопроницаем. Он не вступает в реакцию с химическими агентами.

Главной характеристикой полимерцементной смеси является экологическая безопасность.

Полимербетон не выделяет веществ, негативно влияющих на здоровье человека и окружающую среду. Смесь можно использовать при строительстве объектов общественного питания.

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

Крупнофракционный наполнитель. В качестве этого элемента используют битое стекло, щебень, песок.
Мелкофракционный наполнитель. Введение такого компонента снижает стоимость продукта. Наполнителем становится графит или кварц.
Связующее звено. В смесь вводят полимерную смолу, например полиэфирную, фурановую, карбамидоформальдегидную или эпоксидную. Полимербетон содержит 5% связующего вещества.
Вспомогательные добавки. К ним относят вещества, повышающие эластичность и морозостойкость, придающие составу нужный цвет.

Технология производства

При производстве строительного материала используют 2 технологии:

Периодическая. В таком случае емкость после каждого цикла изготовления материала очищают. Полимербетон можно производить с помощью бетономешалки или простого таза.
Непрерывная. Технология используется крупными предприятиями. Конвейер включает литьевые установки, дозаторы и автоматические миксеры.

При изготовлении изделий из полимербетона используют формы, обрабатываемые разделительной смазкой. Состав позволяет легко извлечь готовый продукт. Форма делается из силикона, деревянных досок, стеклопластика или металла.

Процесс изготовления включает такие этапы:

Подготовка. Форма обрабатывается разделительной смазкой и покрывается гелькоутом необходимой цветовой гаммы.
Создание состава. Наполнители и полимерные добавки для бетона тщательно перемешиваются с помощью мешалки.
Укладка смеси в формы. На крупных предприятиях на этом этапе используют бетоноукладчики. При изготовлении изделий в небольшом цехе действие выполняется вручную.
Виброуплотнение. Путем вибрации смеси придают нужные свойства. Длительность этого этапа составляет 2 минуты. На заводах используется резонансная виброплощадка. Небольшие предприятия снабжаются вибростолами.

В промышленных условиях изделия из полимербетона подвергают термической обработке. Это уменьшает время застывания продукции. В остальных случаях затвердевание протекает в естественных условиях.

Достоинства материала

Полибетон обладает рядом положительных качеств, позволяющих использовать материал тогда, когда классический бетон не обеспечивает нужного результата.

К преимуществам композитного состава относятся такие характеристики:

Устойчивость к повышенной влажности. Капли воды быстро испаряются с поверхности, не успевая впитаться.
Нечувствительность к перепадам температур. Изделия не деформируются при быстром нагревании или охлаждении. Качество материала не зависит от числа циклов заморозки. При производстве бетонных смесей вместо традиционного цемента или силиката используют полимер.
Устойчивость к агрессивным веществам. Покрытие не повреждается под воздействием дезинфицирующих средств и растворителей. Это позволяет отказаться от использования дополнительных способов обработки поверхности.
Возможность восстановления поврежденных участков. Композитный массив реставрируется путем применения специальных смесей.
Увеличенная прочность. При небольшом весе эта характеристика не уступает таковой у классического бетона.
Гладкость поверхности. При изготовлении изделий не образуются неровности. Материал не скользит, не стирается. Это позволяет избежать загрязнения покрытия. При необходимости поверхность моется привычными способами.
Возможность повторной переработки. Материал используется в создании технологических отходов. Это снижает себестоимость продукта, производимого по безотходной технологии.

Особенности и сфера использования

Полимербетон применяется для изготовления таких изделий:

Столешницы. Элементы кухонного гарнитура, изготавливаемые из этого материала, отличаются повышенной прочностью, гигиеничностью и длительным сроком службы. Они хорошо вписываются в любой интерьер. Столешницы из полимербетона не отличаются от изделий, изготавливаемых из натурального камня.
Полы. Напольные покрытия отличаются устойчивостью к загрязнениям и простотой монтажа. Поверхность пластична, устойчива к механическим повреждениям, имеет эстетичный внешний вид. Слой толщиной 2 мм может эксплуатироваться в течение 10 лет.
Декоративные части фасадов. Полимербетон не отличается от мрамора или гранита. Полимерные изделия имеют небольшой вес, поэтому могут устанавливаться без создания массивного основания.
Памятники и ограждения. Полимерный массив устойчив к воздействию атмосферных факторов, что позволяет использовать его для оформления ритуальных объектов.

Виды полимерных систем

Под термином полимербетон подразумевается обширная группа строительных смесей, отличающихся составами и способами производства.

Группа пластобетонов

Свойства материала определяются типом вводимых наполнителей, полимеров, вспомогательных добавок. Для отделки помещений нельзя использовать фурфуролацетоновые смеси. Эпоксидные и метакрилатные составы безопасны для человека и животных.

По сравнению с классическим бетоном пластобетон имеет более высокие показатели влагостойкости, морозостойкости и эластичности. Недостатком считается быстрый износ.

Полимерцементные системы

В состав таких материалов входит цемент.

Получают смесь 3 способами:

Смешивание основы с водными растворами полимеров — поливинилацетата или искусственного каучука.
Введение дисперсии полимеров или мономеров. Наиболее часто используют фурановый спирт и эпоксидные смолы.
Пропитка бетона. На нужную глубину вводят полимерные компоненты, например карбамид или стирол.

Рекомендованный объем связующего компонента — 15-20%. Это позволяет сохранять структуру цементного состава. При увеличении содержания полимера изделия утрачивают прочность. В качестве заполнителя используют песок или мелкофракционный щебень. Полимерцементные смеси применяют для создания износостойких напольных покрытий.

Бетонополимерные композиции

Бетонополимер — отвержденная цементная смесь, на поверхность которой наносят жидкую пропитку. В состав материала включают металакрилатные смолы и катализаторы, которые застывают в структуре минерального каркаса.

Недостатком является наличие большого количества пор, возникающих на этапе производства изделий.

Такие дефекты уменьшают прочность и устойчивость к агрессивным веществам. Заполнение пор полимером помогает улучшить характеристики состава.

Геобетон

В строительстве все чаще начинают использовать материалы, при производстве которых используются природные компоненты. Геополимерный бетон похож на классический, однако эксплуатационные характеристики несколько отличаются. Структура напоминает строение натурального камня.

Низкая себестоимость делает материал востребованным среди индивидуальных застройщиков. Геобетон используется для строительства многоэтажных зданий и создания декоративных элементов.

Цементно-полимерный бетон своими руками

Процесс изготовления полимербетона своими руками включает такие этапы:

Подготовка компонентов. Щебень очищают от посторонних включений и промывают. Песок пропускают через сито. Влажность фракции должна составлять не более 1%. Поэтому песок тщательно просушивают.
Смешивание. Компоненты помещают в бетономешалку. В первую очередь кладут щебень, затем песок и заполнитель. Ингредиенты перемешивают в течение 2 минут. После введения воды процедуру повторяют.
Подготовка связующего компонента. Смолу размягчают, добавляя растворитель. Готовое вещество смешивают с пластификатором.
Введение связующего компонента с отвердителем и подготовленной бетонной смесью. После введения отвердителя состав перемешивают в течение 3 минут.

Читайте также: