Наноструктирированные бетоны в жилищном и промышленном строительстве

Наноструктирированные бетоны в жилищном и промышленном строительстве

Существующие стандарты на легкие конструкционные бетоны определяют их плотность от 1,2 до 1,7 т/куб. Известен целый ряд таких материалов (керамзитобетоны, вспененные бетоны и т.д.), однако основными их недостатками кроме более высокой стоимости за куб являются относительно невысокая прочность и морозостойкость как следствие пористости.

Особенности нано- бетонов

В легких и прочных бетонах и, одновременно, в бетонах с высокой морозостойкостью заинтересованы проектировщики мостов, девелоперы, занятые реконструкцией центров старых городов при изменении облика зданий, но без замены фундамента, проектировщики высотных сооружений и т.п. К легким бетонам различного назначения, как к основному строительному материалу, в различных проектах предъявляются разнообразные требования. Но всегда проектировщик заинтересован в доступе к бетонам с небольшой ценой продажи куба структурированных бетонов от М50 до М400, незначительным весом при сохранении или даже развитии несущих способностей деталей из такого бетона. Одним из направлений, на котором наиболее эффектно реализуется синергизм применения новых методов и материалов, является задача создания легкого бетона с максимально высокими характеристиками при минимальной стоимости куба такого бетона. Эта задача решена на основе поиска сочетания среди стандартных дешевых компонентов (цемент М400, песок, щебень) и компонентов по более высокой стоимости (активированный микрокремнезем, наполнитель, модифицированная микрофибра, пластификаторы и другие компоненты). При этом может с успехом осуществляться транспортировка упрочненного марочного бетона в автомобильном миксере на нужное расстояние с обеспечением миксером необходимой подвижности бетонов. На основе этого технологического решения разработан легкий наноструктурированный бетон. Легкий нано-бетон был испытан и рекомендован для применения в аккредитованном испытательном Центре во Французском Институте Бетона и Железобетона, который провел работу по квалификационным испытаниям и рекомендовал его применение в странах Евросоюза. Структурированный бетон также сертифицирован Хорватским аккредитованным центром сертификации и допущен к использованию.

Основные параметры нового наноструктурированного бетона:
-прочность на сжатие не менее 45-55 МПа;
-прочность на растяжение не менее 6-8 МПа;
-водонепроницаемость не менее 14-20;
-морозостойкость не менее 350 циклов;
-удобоукладываемость П4-П5;
-плотность не более 1500-1600 кг/куб

Наноструктурирование легкого бетона дает плотные границы наполнителей и цементного камня. При этом часть пор является изолированной от внешних поверхностей. Такая структура бетона позволяет при высокой пористости обеспечить высокую водонепроницаемость, что позволяет исключить применение гидроизолирующих бетонов и снизить стоимость работ из-за того, что стоимость поставки за куб этих бетонов к строительной площадке существенно меньше стоимости доставки тяжелого бетона. Значения плотности легкого наноструктурированного бетона могут изменяться от 870 до 1700 кг/куб , но значение в 1650 кг/куб выбрано неслучайно.

опыт строительства мостов с применением нано-структурированных бетонов

В жидком виде стркутурированный бетон может транспортироваться миксером и с использованием автобетононасосов АБН. Автомобильные миксеры и автобетононасосы АБН обеспечивают поддержание требуемой жесткости и констистенции бетонов. В период активной отработки композиции проводилась работа по корректировке документации по реконструкции моста через р.Волга и строители столкнулись с необходимостью обеспечить выравнивание плиты в условиях повышения судоходности за счет увеличения пролетной части. Решение о применении легкого бетона с отказом от гидроизоляции было экспериментальным шагом, позволившим избежать неоправданного увеличения стоимости работ. Мост был построен и введен в эксплуатацию в конце 2007 г. Прецедент способствовал работам по улучшению технологии легкого бетона и расширению спектра его использования. Приготовление растворов бетона на стандартных растворно - бетонных узлах, даже в условиях технологической дисциплины, характерной для мостоотрядов, не позволяет вводить в смеси более двух дополнительных компонентов. Таким образом, был поставлен вопрос о создании производства комплексных сухих добавок, позволяющих использовать компонентную комплексную добавку в условиях уже стандартных бетонных заводов. Для решения задачи спроектирована специализированная полуавтоматическая линия мощностью до 800 кубов добавок в месяц. Линия введена в эксплуатацию в 2008 г. Это позволило перейти к планированию объектов, одним из которых стал реконструируемый мост через реку Вятка. Мост был построен с оптимальной стоимостью работ и принят в эксплуатацию . В настоящее время проходят государственную экспертизу проекты крупных мостовых сооружений, в которых также предполагается использование легкого нано-бетона.