Инновации в области производства бетона: это интересно

Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Поделиться

Доклад специалиста Лаборатории по проведению экспертиз ГБУ “ЦЭИИС”, кандидата технических наук Вячеслава Михайловича Несветайло на прошедшей в ГУП “НИИМосстрой” научно-практической конференции “Проблемы монолитного строительства и пути их решения”.

В настоящее время при возведении сооружений из монолитного бетона, как правило, используются бетонные смеси с осадкой конуса 20 сантиметров и более. Общеизвестно, что такие смеси приготовленные по традиционной технологии склонны к сильному расслоению и водоотделению. По мнению подавляющего числа специалистов это обусловлено в основном не только и не столько отсутствием должного контроля за их приготовлением и транспортировкой, сколько недостаточным содержанием тонкомолотых компонентов в бетонной смеси. Поэтому во всем мире считается, что бетонные смеси для монолитного строительства в обязательном порядке должны содержать суммарно 500 – 600 кг (на куб.м. бетонной смеси) тонкомолотых компонентов в виде цемента и так называемого микронаполнителя, т.е. по 250 – 300 кг каждого. Кроме того в такие смеси обязательно должны вводиться гиперпластификаторы, поскольку микронаполнитель сильно повышает водопотребность смеси. Однако в России сегодня в качестве тонкомолотого компонента выступает исключительно цемент в количестве 300-400 кг/куб.м., поскольку введение микронаполнителя требует дополнительного оснащения бетоно-смесительных установок. Поскольку в России при производстве бетонных смесей применяются не гиперпластификаторы и даже не суперпластификаторы, российские бетонные смеси вынужденно имеют высокое водосодержание и это еще более повышает их водоотделение и расслоение и тем самым еще больше снижает их качество. По этой причине, при укладке российских смесей в монолитные конструкции, неизбежно образуются различного рода дефекты – раковины и каверны, недоуплотненные участки бетона и недостаточно полное сцепление с арматурой, которые приводят к повышенной проницаемости бетона, снижению его несущей способности и низкой долговечности возводимых железобетонных конструкций.

Как итог вышеизложенного можно сделать вывод, что в России фактически отсутствуют возможности производства высококачественных бетонных смесей для монолитного строительства. При этом если пытаться решить проблему качества бетонных смесей для монолитного строительства, используя сложившийся общемировой подход, потребуется коренная перестройка бетонной отрасли и колоссальные затраты.

Основные принципы новой технологии

Предлагается разделить процесс приготовления бетонных смесей для монолитного строительства на два этапа. На первом этапе предлагается смешивать в стандартной цементной мельнице такие компоненты как цемент, минеральный микронаполнитель и пластификатор с получением в итоге многокомпонентного цемента(или для краткости –вяжущего), а на втором этапе смешивать полученное вяжущее с песком, щебнем и водой в обычном бетоносмесителе. Выбор для первого этапа именно мельницы обусловлен тем, что мельница позволяет не только качественно смешивать вышеперечисленные компоненты, в том числе содержащиеся в долях процента, но и активировать цемент и пластификатор перед их подачей в бетоносмеситель.

Эта технология известная как технология вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) известна достаточно давно[1,2] и позволяет задавать различные режимы изготовления вяжущих и регулировать свойства бетонных смесей и качество бетонов в очень широких пределах. Она позволяет практически полностью исключить водоотделение и расслоение бетонных смесей и существенно снизить количество образующихся дефектов при укладке бетонных смесей в монолитные конструкции.

Историческая справка

Предлагаемая технология была создана в 1987 году с целью изготовления литых самоуплотняющихся бетонов с марочной прочностью 150 – 200МПа, применяемых в военном строительстве[2]. В процессе создания технологии были опробованы различные дозировки пластификаторов и режимы механической обработки[1,2]. Результаты проведенных работ были оформлены как изобретение в 1986 году[3]. Первая публикация в открытой печати об этом изобретении состоялась в 1988 году[4]. В этот же период были разработаны технологический регламент и технические условия на ВНВ[5,6].

В дальнейшем, поскольку такой материал в гражданском строительстве был не востребован, возникла идея разбавлять его различными минеральными компонентами, в т.ч. промышленными отходами (доменный шлак, зола, песок, отходы камнедробления и т.д.). Эта идея была успешно реализована в 1988 году на Здолбуновском цемзаводе, где была изготовлена опытно-промышленная партия ВНВ с доменным гранулированным шлаком[7]. Партия вяжущего успешно прошла испытания, как в гражданском, так и в военном строительстве, в том числе на нескольких заводах ЖБИ и строительных объектах Минобороны.

В 1990 году распоряжением Госстроя СССР по этой тематике была утверждена и запушена государственная Программа «Строй прогресс 2000», которая в связи с распадом СССР не была реализована в полном объеме, однако позволила заложить научные и практические основы новой технологии. Программа предусматривала два основных направления внедрения новой технологии. Первое – на заводах железобетонных изделий и товарного бетона с включением в их состав цеха по активации цемента. В этом случае основные эффекты от реализации технологии должны были получаться за счет отказа от тепловой обработки и снижения расхода цемента. Второе направление предполагало реализовать технологию на цементных заводах за счет ввода повышенного количества минеральных добавок. Основной эффект от реализации технологии в этом случае должен был получаться за счет экономии клинкерного цемента и утилизации промышленных отходов.

Внедрение технологии по первому направлению впервые было реализовано в 1988 году в одной из войсковых частей Минобороны СССР[8], а затем на 100 заводе ЖБИ в 1991 году[9]. Построенный на 100 заводе ЖБИ специальный цех активации цемента мощностью 2000 тонн в год позволил практически полностью отказаться от тепловой обработки изделий, сократить парк форм и расход цемента. Суммарное снижение себестоимости в ценах 1991 года в этом случае составило 125 рублей на кубометр сборного железобетона. Внедрение технологии на цементных заводах СССР за период с 1988 по 1991 годы позволило произвести около миллиона тонн ВНВ.

После 1991 года технология была успешно реализована за рубежом на нескольких цементных заводах в т.ч. в Аргентине(1997), Турции(1998) и Китае(2008). Автор участвовал во внедрении технологии как в СССР ( Здолбунов, Карадаг, Иваново, Самара), так и за рубежом(Аргентина и Турция).

В 1997 году технология не изменившись по сути была переименована в технологию производства цементов низкой водопотребности (ЦНВ), а с 2008 года – в технологию производства наноцементов [10,11].

Реализация технологии

Технология позволяет получать широкий спектр бетонов с различной прочностью и долговечностью. При этом залогом обеспечения высокой долговечности бетонов, изготавливаемых по данной технологии является практически полное отсутствие у них капиллярной пористости. При производстве сборного железобетона технология позволяет полностью отказаться от тепловой обработки. В области специальных цементов появляется возможность заменить сульфатостойкий и тампонажный цементы на ВНВ, а также отказаться от применения цементов нормированного состава в дорожном и аэродромном строительстве. Эти результаты подтверждены многочисленными научными исследованиями, опытными и промышленными испытаниями как в период создания этой технологии, так и в период ее освоения. Следует отметить, что бетонные смеси, изготовленные с применением ВНВ имеют очень высокую связность и не расслаиваются даже при укладке в густоармированные и большепролетные конструкции. В лабораторных условиях была также установлена очень низкая размываемость бетонной смеси и ее принципиальная несмешиваемость с водой при подводном бетонировании. Предлагаемая технология открывает новые возможности также при производстве ячеистого бетона, которые заключаются в том, что практически все компоненты газобетонной смеси, в т.ч. газообразователь, могут быть совмещены при их обработке в мельнице и тем самым может быть осуществлен переход на готовую сухую смесь затворяемую только водой. Есть уверенность, что на основе этой технологии возможно получение и других специализированных вяжущих – для кладочных растворов, для зимнего бетонирования и т.п. Причём все требуемые свойства конечного продукта будут заложены в само вяжущее, путём выбора параметров механической обработки, выбора минеральной добавки и органического модификатора.

Выводы и преимущества технологии

1. Для приготовления многокомпонентных бетонных смесей, в том числе для монолитного строительства можно будет применять существующее оборудование бетонных заводов. Отпадает необходимость отдельного введения в бетонную смесь при ее приготовлении микронаполнителей, поскольку они могут образовываться на стадии помола цемента с минеральными добавками

2. Отпадает необходимость создания индустрии высококачественных заполнителей по примеру такой индустрии, существующей в странах западной Европы и США, поскольку качество бетонов будет обеспечено независимо от качества заполнителей

3. Для производства любых бетонов, в т.ч. дорожных и аэродромных, может быть использован только один вид цемента, а именно стандартный портландцемент без минеральных добавок марки 400

4. Предлагаемая технология позволит снизить вес бетонных конструкций за счет перехода на мелкозернистые и легкие бетоны с деформационными характеристиками на уровне тяжелых бетонов

5. Обеспечение долговечности бетона может быть достигнуто без применения дорогих и капризных гиперпластификаторов и воздухововлекающих добавок. Можно будет отказаться от поверхностной защиты бетона. Сульфатостойкость бетона будет обеспечена без применения сульфатостойкого цемента

6. Практически полностью исключается проблема расслоения бетонной смеси при изготовлении любых конструкций, в т.ч. большепролетных и массивных

7. Произойдет упрощение технологии производства ЖБИ за счет отказа от тепловой обработки и радикального повышения удобоукладываемости бетонных смесей

8. Высококачественные бетоны, в т.ч. типа High Performance Concrete (супердолговечные и особопрочные) будут иметь себестоимость на уровне обычных бетонов

1. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и другие. Исследования по созданию новых эффективных материалов для специальных сооружений // Отчет о НИР , Военно-инженерный Краснознаменный институт имени А.Ф.Можайского, 1987

2. Несветайло В.М. Совершенствование технологии бетонных работ в специальном строительстве на основе применения вяжущих низкой водопотребности //Диссертация кандидата технических наук, Военный инженерно-космический Краснознаменный институт имени А.Ф.Можайского, Санкт-Петербург, 1993

3. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф. и другие. Способ приготовления бетонной смеси // Авторское свидетельство СССР № 1812769 с приоритетом от 24.11.1986 года, войсковая часть 89515

4. Несветайло В.М., Фаликман В.Р., Бабаев Ш.Т. и другие. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности // Бетон и железобетон, 1988, №11, с.4-6

5. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и другие. Технологический регламент на производство ВНВ из портландцемента на помольных установках в/ч 52690 // ТР- 8513959-1.2-89(типовой), 1989

6. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Богомолов Е.М. и другие. Вяжущие низкой водопотребности // Технические условия ТУ-44-3-963-87, в/ч 52690, 1987

7. Юдович Б.Э., Несветайло В.М., Дмитриев А.М., Тарнаруцкий Г.М. и другие. Создание принципиально новой технологии вяжущих низкой водопотребности // Научно-технический отчет по теме 3-9Н, НИИЦемент,1989, 326 с.

8. Несветайло В.М., Духин В.Л., Башлыков Н.Ф., Мальков М.Н. и другие. Технология производства и применения ВНВ // Материалы научно-практического семинара, Управление капитального строительства МО, г. Чехов, 1988(ДСП)

9. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и другие. Технология производства и применения ВНВ // Материалы научно-практического семинара, Управление капитального строительства МО, г. Иваново, 1991(ДСП)

10. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Бабаев Ш.Т. и другие. Цементы низкой водопотребности – вяжущие нового поколения // Цемент и его применение, 1997, № 1. – С. 15-18.

11. Бикбау М.Я. Нанотехнологии в производстве цемента // Московский институт материаловедения и эффективных технологий», М., 2008, 768 с.

Бетон с доставкой
в Обнинске

Инновации в производстве бетона

Иновационные технологии бетона

Устройство бетонных полов представляет собой сложный и ответственный этап технологического процесса строительного производства, который включает в себя подбор и приготовление исходных материалов, их укладку и обработку, последующий уход за готовым изделием, а также контроль качества производства работ.
Выбор технологии работ, использование исходных материалов и необходимого оборудования для устройства полов обусловлены назначением последних и теми требованиями, которые выдвигают к ним практика их эксплуатации.
Бетонные полы, а также их модифицированные разновидности используются в широком спектре социальной жизни и занимают свой сектор в строительном комплексе. В зависимости от предназначения полы можно разделить условно на три группы: промышленного, гражданского и специального использования.

04.03.2014

Возврат к списку

Новости

Снижение цен на продукцию!

Уважаемые клиенты и партнеры, ООО “Град” снизило отпускные цены на ряд предоставляемой продукции. Это коснулось бетона и ЖБИ изделий! Ознакомиться.

Наш ассортимент расширился – изменения в прайсе

Услуги

Товарный Бетон – это искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси (товарного бетона) из минерального или .

Это наиболее прочные строительные растворы, способные затвердеть как на воздухе, так и во влажной среде, и даже в воде. Начало схватывания таких растворов происходит в среднем через 30–40 минут, а оконч.

Бетон на заказ с доставкой в города

• Обнинск
• Балабаново
• Боровск
• Ворсино
• Жуков
• Малоярославец
• Медынь

Наши партнеры

О нас

ООО “Град” по праву занимает свое место среди производителей бетона и бетонных изделий в Калужской области и Обнинске, благодаря тому, что мы щепетильно следим за качеством изготавливаемой продукции и помогаем своим клиентам в решении их проблем.

Наш коллектив состоит из профессионалов, которые знают и любят свою работу.

Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Поделиться

Доклад специалиста Лаборатории по проведению экспертиз ГБУ “ЦЭИИС”, кандидата технических наук Вячеслава Михайловича Несветайло на прошедшей в ГУП “НИИМосстрой” научно-практической конференции “Проблемы монолитного строительства и пути их решения”.

В настоящее время при возведении сооружений из монолитного бетона, как правило, используются бетонные смеси с осадкой конуса 20 сантиметров и более. Общеизвестно, что такие смеси приготовленные по традиционной технологии склонны к сильному расслоению и водоотделению. По мнению подавляющего числа специалистов это обусловлено в основном не только и не столько отсутствием должного контроля за их приготовлением и транспортировкой, сколько недостаточным содержанием тонкомолотых компонентов в бетонной смеси. Поэтому во всем мире считается, что бетонные смеси для монолитного строительства в обязательном порядке должны содержать суммарно 500 – 600 кг (на куб.м. бетонной смеси) тонкомолотых компонентов в виде цемента и так называемого микронаполнителя, т.е. по 250 – 300 кг каждого. Кроме того в такие смеси обязательно должны вводиться гиперпластификаторы, поскольку микронаполнитель сильно повышает водопотребность смеси. Однако в России сегодня в качестве тонкомолотого компонента выступает исключительно цемент в количестве 300-400 кг/куб.м., поскольку введение микронаполнителя требует дополнительного оснащения бетоно-смесительных установок. Поскольку в России при производстве бетонных смесей применяются не гиперпластификаторы и даже не суперпластификаторы, российские бетонные смеси вынужденно имеют высокое водосодержание и это еще более повышает их водоотделение и расслоение и тем самым еще больше снижает их качество. По этой причине, при укладке российских смесей в монолитные конструкции, неизбежно образуются различного рода дефекты – раковины и каверны, недоуплотненные участки бетона и недостаточно полное сцепление с арматурой, которые приводят к повышенной проницаемости бетона, снижению его несущей способности и низкой долговечности возводимых железобетонных конструкций.

Как итог вышеизложенного можно сделать вывод, что в России фактически отсутствуют возможности производства высококачественных бетонных смесей для монолитного строительства. При этом если пытаться решить проблему качества бетонных смесей для монолитного строительства, используя сложившийся общемировой подход, потребуется коренная перестройка бетонной отрасли и колоссальные затраты.

Основные принципы новой технологии

Предлагается разделить процесс приготовления бетонных смесей для монолитного строительства на два этапа. На первом этапе предлагается смешивать в стандартной цементной мельнице такие компоненты как цемент, минеральный микронаполнитель и пластификатор с получением в итоге многокомпонентного цемента(или для краткости –вяжущего), а на втором этапе смешивать полученное вяжущее с песком, щебнем и водой в обычном бетоносмесителе. Выбор для первого этапа именно мельницы обусловлен тем, что мельница позволяет не только качественно смешивать вышеперечисленные компоненты, в том числе содержащиеся в долях процента, но и активировать цемент и пластификатор перед их подачей в бетоносмеситель.

Эта технология известная как технология вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) известна достаточно давно[1,2] и позволяет задавать различные режимы изготовления вяжущих и регулировать свойства бетонных смесей и качество бетонов в очень широких пределах. Она позволяет практически полностью исключить водоотделение и расслоение бетонных смесей и существенно снизить количество образующихся дефектов при укладке бетонных смесей в монолитные конструкции.

Историческая справка

Предлагаемая технология была создана в 1987 году с целью изготовления литых самоуплотняющихся бетонов с марочной прочностью 150 – 200МПа, применяемых в военном строительстве[2]. В процессе создания технологии были опробованы различные дозировки пластификаторов и режимы механической обработки[1,2]. Результаты проведенных работ были оформлены как изобретение в 1986 году[3]. Первая публикация в открытой печати об этом изобретении состоялась в 1988 году[4]. В этот же период были разработаны технологический регламент и технические условия на ВНВ[5,6].

В дальнейшем, поскольку такой материал в гражданском строительстве был не востребован, возникла идея разбавлять его различными минеральными компонентами, в т.ч. промышленными отходами (доменный шлак, зола, песок, отходы камнедробления и т.д.). Эта идея была успешно реализована в 1988 году на Здолбуновском цемзаводе, где была изготовлена опытно-промышленная партия ВНВ с доменным гранулированным шлаком[7]. Партия вяжущего успешно прошла испытания, как в гражданском, так и в военном строительстве, в том числе на нескольких заводах ЖБИ и строительных объектах Минобороны.

В 1990 году распоряжением Госстроя СССР по этой тематике была утверждена и запушена государственная Программа «Строй прогресс 2000», которая в связи с распадом СССР не была реализована в полном объеме, однако позволила заложить научные и практические основы новой технологии. Программа предусматривала два основных направления внедрения новой технологии. Первое – на заводах железобетонных изделий и товарного бетона с включением в их состав цеха по активации цемента. В этом случае основные эффекты от реализации технологии должны были получаться за счет отказа от тепловой обработки и снижения расхода цемента. Второе направление предполагало реализовать технологию на цементных заводах за счет ввода повышенного количества минеральных добавок. Основной эффект от реализации технологии в этом случае должен был получаться за счет экономии клинкерного цемента и утилизации промышленных отходов.

Внедрение технологии по первому направлению впервые было реализовано в 1988 году в одной из войсковых частей Минобороны СССР[8], а затем на 100 заводе ЖБИ в 1991 году[9]. Построенный на 100 заводе ЖБИ специальный цех активации цемента мощностью 2000 тонн в год позволил практически полностью отказаться от тепловой обработки изделий, сократить парк форм и расход цемента. Суммарное снижение себестоимости в ценах 1991 года в этом случае составило 125 рублей на кубометр сборного железобетона. Внедрение технологии на цементных заводах СССР за период с 1988 по 1991 годы позволило произвести около миллиона тонн ВНВ.

После 1991 года технология была успешно реализована за рубежом на нескольких цементных заводах в т.ч. в Аргентине(1997), Турции(1998) и Китае(2008). Автор участвовал во внедрении технологии как в СССР ( Здолбунов, Карадаг, Иваново, Самара), так и за рубежом(Аргентина и Турция).

В 1997 году технология не изменившись по сути была переименована в технологию производства цементов низкой водопотребности (ЦНВ), а с 2008 года – в технологию производства наноцементов [10,11].

Реализация технологии

Технология позволяет получать широкий спектр бетонов с различной прочностью и долговечностью. При этом залогом обеспечения высокой долговечности бетонов, изготавливаемых по данной технологии является практически полное отсутствие у них капиллярной пористости. При производстве сборного железобетона технология позволяет полностью отказаться от тепловой обработки. В области специальных цементов появляется возможность заменить сульфатостойкий и тампонажный цементы на ВНВ, а также отказаться от применения цементов нормированного состава в дорожном и аэродромном строительстве. Эти результаты подтверждены многочисленными научными исследованиями, опытными и промышленными испытаниями как в период создания этой технологии, так и в период ее освоения. Следует отметить, что бетонные смеси, изготовленные с применением ВНВ имеют очень высокую связность и не расслаиваются даже при укладке в густоармированные и большепролетные конструкции. В лабораторных условиях была также установлена очень низкая размываемость бетонной смеси и ее принципиальная несмешиваемость с водой при подводном бетонировании. Предлагаемая технология открывает новые возможности также при производстве ячеистого бетона, которые заключаются в том, что практически все компоненты газобетонной смеси, в т.ч. газообразователь, могут быть совмещены при их обработке в мельнице и тем самым может быть осуществлен переход на готовую сухую смесь затворяемую только водой. Есть уверенность, что на основе этой технологии возможно получение и других специализированных вяжущих – для кладочных растворов, для зимнего бетонирования и т.п. Причём все требуемые свойства конечного продукта будут заложены в само вяжущее, путём выбора параметров механической обработки, выбора минеральной добавки и органического модификатора.

Выводы и преимущества технологии

1. Для приготовления многокомпонентных бетонных смесей, в том числе для монолитного строительства можно будет применять существующее оборудование бетонных заводов. Отпадает необходимость отдельного введения в бетонную смесь при ее приготовлении микронаполнителей, поскольку они могут образовываться на стадии помола цемента с минеральными добавками

2. Отпадает необходимость создания индустрии высококачественных заполнителей по примеру такой индустрии, существующей в странах западной Европы и США, поскольку качество бетонов будет обеспечено независимо от качества заполнителей

3. Для производства любых бетонов, в т.ч. дорожных и аэродромных, может быть использован только один вид цемента, а именно стандартный портландцемент без минеральных добавок марки 400

4. Предлагаемая технология позволит снизить вес бетонных конструкций за счет перехода на мелкозернистые и легкие бетоны с деформационными характеристиками на уровне тяжелых бетонов

5. Обеспечение долговечности бетона может быть достигнуто без применения дорогих и капризных гиперпластификаторов и воздухововлекающих добавок. Можно будет отказаться от поверхностной защиты бетона. Сульфатостойкость бетона будет обеспечена без применения сульфатостойкого цемента

6. Практически полностью исключается проблема расслоения бетонной смеси при изготовлении любых конструкций, в т.ч. большепролетных и массивных

7. Произойдет упрощение технологии производства ЖБИ за счет отказа от тепловой обработки и радикального повышения удобоукладываемости бетонных смесей

8. Высококачественные бетоны, в т.ч. типа High Performance Concrete (супердолговечные и особопрочные) будут иметь себестоимость на уровне обычных бетонов

1. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и другие. Исследования по созданию новых эффективных материалов для специальных сооружений // Отчет о НИР , Военно-инженерный Краснознаменный институт имени А.Ф.Можайского, 1987

2. Несветайло В.М. Совершенствование технологии бетонных работ в специальном строительстве на основе применения вяжущих низкой водопотребности //Диссертация кандидата технических наук, Военный инженерно-космический Краснознаменный институт имени А.Ф.Можайского, Санкт-Петербург, 1993

3. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф. и другие. Способ приготовления бетонной смеси // Авторское свидетельство СССР № 1812769 с приоритетом от 24.11.1986 года, войсковая часть 89515

4. Несветайло В.М., Фаликман В.Р., Бабаев Ш.Т. и другие. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности // Бетон и железобетон, 1988, №11, с.4-6

5. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и другие. Технологический регламент на производство ВНВ из портландцемента на помольных установках в/ч 52690 // ТР- 8513959-1.2-89(типовой), 1989

6. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Богомолов Е.М. и другие. Вяжущие низкой водопотребности // Технические условия ТУ-44-3-963-87, в/ч 52690, 1987

7. Юдович Б.Э., Несветайло В.М., Дмитриев А.М., Тарнаруцкий Г.М. и другие. Создание принципиально новой технологии вяжущих низкой водопотребности // Научно-технический отчет по теме 3-9Н, НИИЦемент,1989, 326 с.

8. Несветайло В.М., Духин В.Л., Башлыков Н.Ф., Мальков М.Н. и другие. Технология производства и применения ВНВ // Материалы научно-практического семинара, Управление капитального строительства МО, г. Чехов, 1988(ДСП)

9. Несветайло В.М., Башлыков Н.Ф., Бабаев Ш.Т. и другие. Технология производства и применения ВНВ // Материалы научно-практического семинара, Управление капитального строительства МО, г. Иваново, 1991(ДСП)

10. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Бабаев Ш.Т. и другие. Цементы низкой водопотребности – вяжущие нового поколения // Цемент и его применение, 1997, № 1. – С. 15-18.

11. Бикбау М.Я. Нанотехнологии в производстве цемента // Московский институт материаловедения и эффективных технологий», М., 2008, 768 с.

Новые технологии в бетоне

Бетон уже на протяжении полутора века занимает главную позицию среди строительных материалов. Это искусственный камень, получаемый при затвердевании композитной массы на основе цемента, песка заполнителя и воды. Сегодня новые технологии производства бетона сильно отличаются от времен его изобретения. Применяется новое оборудование, специальные добавки, а широкий выбор заполнителей позволяет получать материал различных марок и модификаций. Кроме того, ведутся разработки абсолютно новых бетонов способных к самовосстановлению. Учитывается также экология производства.

Требования и классификация

Конечно, главное требование – это прочность. При этом имеется ввиду прочность на сжатие, так как на растяжение он сопротивляется плохо. В железобетонных конструкциях этот недостаток устраняется армированием. Металлическая или стеклопластиковая арматура закладывается в зону, где при эксплуатации будет возникать растяжение, принимая эту нагрузку на себя.

Испытания на сжатие

На производстве образец каждой партии заливается в кубическую форму, а в Европе и США ‒ в цилиндрическую. После его затвердевания и набора прочности, в возрасте 21 суток, образец сжимают до разрушения. Сила давления при этом фиксируется и сравнивается с расчетной. Марка указывается в акте испытаний в виде буквы «М» и числа. Например, М-400 означает, что образец разрушился при давлении 400 кг сил/см 2 .

Вторым важным требованием является плотность. Чем выше плотность, тем меньше водопоглощение. Как известно, вода при замерзании расширяется и, если водопоглощение высокое, при замерзании в строительном материале будут образовываться микротрещины, разрушая его при каждом климатическом цикле. Плотность определяется экспериментальным путем и записывается в «кг/м 3 ». Бетоны с высокой плотностью относятся к тяжелым и применяются в производстве дорожных, а также аэродромных плит, фундаментных блоков и других изделий, подверженных воздействию влаги/воды.

Тяжелый бетон также испытывают на морозостойкость. Этот показатель обозначается буквой «F» и числом климатических циклов, после которых образец потерял не более 5% прочности.

Производство ЖБИ

Несмотря на большой спрос, конкуренция среди производителей железобетонных изделий остается высокой. Стремление повысить качество и снизить себестоимость стимулирует производителей не только применять современное оборудование, но и новые технологии в производстве бетона. Главная задача ‒ ускорить процесс без потери качества, достигается техническим оснащением и конвейерным способом производства.

Очередность процессов

Сначала производится приготовление бетонной смеси. Весь процесс происходит на БСУ (бетоносмесительной установке) с соблюдением последовательности и точной дозировки. В это же время подготавливается форма, которая устанавливается на вибростоле. Форма смазывается и в нее укладывается арматура. При необходимости арматура предварительно напрягается путем пропускания через нее электрического тока. При этом арматура нагревается, вследствие чего удлиняется. Концы арматуры закрепляются в специальных пазах формы и, после остывания, она натягивается подобно струне. Готовая бетонная смесь подается в специальном контейнере с помощью мостового или другого крана. При заполнении формы включают вибраторы, за счет чего смесь укладывается равномерно, из неё выходит воздух и обеспечивается отличное сцепление с арматурой. Чтобы изделие не высохло преждевременно, форму закрывают крышкой и помещают в пропарочную камеру. В зависимости от массы, изделие держат в камере при повышенной температуре и влажности. Этот процесс ускоряет затвердевание и сокращает срок набора прочности от 21 суток до 10-12.

Любые ЖБИ должны строго соответствовать нормам СНиП, поэтому испытания производятся в обязательном порядке.

Мобильные заводы

При строительстве в отдаленных районах доставка ЖБИ или сырого бетона для монолитных конструкций вызывает дополнительные затраты. С целью избежать этих затрат в России все чаще применяются мобильные заводы. Ярким примером применения таких установок стало строительства моста через Керченский пролив. Благодаря мобильности, завод оперативно перебазируется в нужное место, что экономит время и средства на доставку продукта.

Применение пластификаторов

Время, когда в бетонную смесь добавляли известковое молоко уже в прошлом. На сегодняшний день широкое применение нашли современные суперпластификаторы. Вещества на основе поликарбоксилатов и полиакрилатов показывают просто чудеса науки. При незначительных добавках этих веществ в бетонную смесь раствор становится особо подвижный при уменьшении в нем воды. В результате это положительно влияет на процесс заполнения формы или опалубки, повышает устойчивость материала к растрескиванию и колоссально повышает его прочность. Например, при добавке пластификатора на основе белого цемента М-400, который не отличается особым качеством, его прочность возросла в полтора раза, а водопоглощение снизилось на 3%.

Микрокремнезем

Это аморфный порошок микроскопической фракции. Его вводят в бетонный состав вместе с пластификатором. Цель его применения заключается в заполнении пространства между более крупными частицами. В результате снижается пористость, повышается плотность, а также водонепроницаемость. Технология применяется в производстве дорожных покрытий, делая их долговечней при эксплуатации в любой неблагоприятной среде.

Применение микрокремнезема без пластификаторов не имеет смысла.

Кубовидный щебень и песок

В РФ производство бетона с заполнителями кубовидной формы – новинка. Первыми технологию начали применять в Санкт-Петербурге. За счет своей кубической формы щебень образует плотное соединение, снижает расход цемента и увеличивает плотность. Первые образцы отлично зарекомендовали себя в строительстве дорог.

С кубовидным песком ситуация подобная, но первопроходцем стало предприятие в Приморском крае. На сегодня у них единственная установка по производству такого песка, которая была приобретена в Японии.

Поиск новых решений

Не только качество материла играет роль в покупательском спросе. Новые технологии изделий из бетона начинают приобретать инновационный формат. Здесь родоначальником опять выступил Санкт-Петербург. Колодезные кольца из железобетона почти сразу приобрели популярность на рынке. Секрет оказался в форме торцов, которые имели специальные замки. Соединять такие кольца намного быстрей и проще, а качество соединения превосходит традиционные методики. В настоящий момент в России производят множество ЖБ-конструкций с подобными новшествами.

Кевларобетон

Технология позволяет производить декоративные и одновременно сверхпрочные изделия с глянцевой поверхностью. Искусственный камень визуально напоминает мрамор, а с применением пигментов может представляться в любых цветовых тонах.

Этот бетон относится к армированным мелкими волокнами, в данном случае кевлара, но основная суть его получения заключается в процессе. Перемешивание производится в гравитационных смесителях с поочередным добавлением всех ингредиентов. Главный момент – добавление воды, количество которой строго дозируется. В результате в смесителе образуются шарики (скатыши) размером 2-5 см, которые исключают в своем составе воздух. Эти шарики и засыпают в форму, а в процессе вибрирования они равномерно ее заполняют, как бы растекаясь по всему объему.

В России новые технологии по производству бетона внедряются в основном на малых предприятиях, в то время как в Европе это считается перспективным направлением.

Бетон будущего

«Вечный» бетон решили создать голландские ученые и это им весьма удалось. В состав на основе белого цемента были введены бактерии, а в качестве их пропитания – молочнокислый кальций. Микроорганизмы охотно поедают его, вырабатывая известняк, чем и пломбируют микротрещины.

Вторым вариантом материала, обладающий способностью к самовосстановлению, стал эластичный бетон. Его эластичность достигается благодаря содержащейся в нем группе минералов, за счет чего он более устойчив к динамике. Восстановление достигается за счет его химической реакции с углекислым газом в атмосфере. Реакция активируется дождевой водой, а ее продуктом становится карбонат кальция, который и является «главным доктором бетона».

Интересный вариант предложили канадцы. Экобетон – такое название материал получил из-за способа производства, основным ингредиентом которого стала углекислота. Причем углекислоту они брали на предприятиях, где она получалась как побочный продукт. Другими словами, производство такого экобетона способствует снижению парникового эффекта.

Инновации в области производства бетона: это интересно

• Условия публикаций
• Все статьи конференции

Статья опубликована в рамках:

Выходные данные сборника:

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ БЕТОНА

Хамхоева Залина Магометовна

ассистент кафедры строительных дисциплин

Ингушского государственного университета,
РФ, г. Магас

INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN PRODUCTION OF MODERN TYPES OF CONCRETE

Zalina Khamkhoeva

assistant of the Department of Construction Disciplines

of Ingush State University,
Russia, Magas

АННОТАЦИЯ

Рассмотрены инновационные технологии в производстве современных видов бетона. На основе метода обобщения получена классификация инновационных технологий, которые позволяют изменять структуру бетона на различных уровнях. Приведены эксплуатационно-технические характеристики бетона, которые можно повышать за счет использования результатов инновационных разработок.

ABSTRACT

Innovative technologies in the production of modern types of concrete have considered in this paper. The classification of innovative technologies that allow changing the concrete structure at various levels obtained on the basis of generalizations. Operational and technical characteristics of the concrete which can be enhanced through the use of the results of innovative developments have provided.

Ключевые слова: высокотехнологичные бетоны; самоуплотняющиеся бетоны; высокодеформативные бетоны; суперпластифицирующие добавки; зеленый бетон.

Keywords: high-performance concrete; self-compacting concrete; strain hardening cement-based concrete; superplasticizers; green concrete.

Бетон является основным конструкционным материалом, объемы производства которого в мире составляют более 3-х млрд. кубометров в год [3]. Благодаря современным инновационным технологиям в области создания химических добавок, армирования, совершенствования помольного оборудования за последние три десятка лет было разработано большое количество новых видов бетона: высокопрочные, самоуплотняющиеся, высокодеформативные, текстиль-армированные бетоны и др.

Составы этих бетонов проектируются в рамках концепции «зеленого бетона» [6]. Одним из критериев оценки бетона в рамках этой концепции становится показатель удельного расхода портландцемента на 1 МПа прочности, в отличие от традиционного показателя ‒ расхода портландцемента на 1 куб. метр бетона.

Повышение прочности бетона при одновременном снижении расхода портландцемента стало возможно благодаря использованию результатов инновационных разработок, что способствовало изменению структуры бетона на различном уровне: макро-, микро-, и наноуровне.

Большая часть конструкционного бетона производится на основе портландцемента. В рамках концепции «зеленого бетона» стремятся по возможности большую часть портландцемента заменить молотыми минеральными добавками без снижения технических характеристик бетона. Благодаря созданию принципиально нового помольного оборудования появилась возможность получения минеральных добавок с очень высокой тонкостью помола. В связи с этим, ряд минеральных добавок из «инертных» стали «активными», т. е. они стали взаимодействовать с продуктами гидратации портландцемента. Одной из таких добавок является молотый кварцевый песок – один из обязательных компонентов в составе высокопрочных и самоуплотняющихся бетонов [4–5].

Для получения тонкодисперсных минеральных частиц из горных пород и побочных продуктов промышленности используют планетарные шаровые мельницы, центробежно-эллиптические мельницы. Использование эффективного классификатора для разделения в воздушных потоках дисперсных материалов позволяет регулировать гранулометрический состав минеральных порошков (классифика­тор центробежн­о-динамическ­ий) и снижать энергозатраты мельницы.

Благодаря инновационным технологиям происходят изменения в оценке тонкости помола вяжущих и минеральных порошков. Традиционно тонкость помола оценивается остатком на стандартном сите или удельной поверхностью порошка. В настоящее время гранулометрический состав молотой минеральной добавки или цемента можно эффективно определить с помощью лазерного дифракционного анализатора размера частиц (Helos, MicroSizer 201, Analisette 22).

Обладая информацией о гранулометрическом составе минерального порошка, создаются цементные матрицы с высокой плотностью упаковки частиц, что способствует повышению прочности бетона. Благодаря этому были разработаны реакционно-порошковые бетоны.

Следует отметить, что современные виды бетонов нельзя создать без эффективных пластифицирующе-водоредуцирующих добавок. Суперпластификаторы на поликарбоксилатной основе были впервые запатентованы в Японии в 1981 году [5]. Благодаря использованию этих суперпластификаторов японскими учеными была сформулирована концепция самоуплотняющегося бетона, а сам бетон нашел практическое применение при строительстве моста Akashi-Kaikyo.

Современные исследования направлены на получение конструкционного бетона, армированного текстильными материалами, и воспринимающего высокие несущие нагрузки, в том числе динамические. Инновационной технологией стало применение композитной арматуры взамен металлической [2]. Волокна и текстиль обеспечивают трехмерное укрепление бетона. Основные преимущества текстиль-армированного бетона состоят в следующем: отсутствие коррозии и повышенная долговечность, более тонкие и легкие конструкции, возможность создания сложных форм за счет хорошей гибкости.

Рассмотрим инновационные технологии в производстве современных видов бетона. На основе метода обобщения можно классифицировать инновационные технологии по влиянию на структуру бетона на различных уровнях (таблица 1). Также в таблице приведены эксплуатационно-технические характеристики бетона, которые можно повышать за счет использования результатов инновационных разработок.

Таблица 1.

Инновационные технологии в производстве современных видов бетона

Уро-вень струк-туры бетона

Источники:
http://grad40.ru/articles/45/
http://stroi.mos.ru/builder_science/innovacionnaya-tehnologiya-monolitnogo-stroitelstva
http://qwizz.ru/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5-%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8-%D0%B2-%D0%B1%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B5/
http://sibac.info/conf/tech/lii/43377
http://www.banki.ru/products/hypothec/