Статьи
Высокопрочный бетон16 February 2011 |
|
К настоящему времени нет строгого определения для бетонов, которые можно относить к высокопрочным. Условная граница между бетонами рядовой и высокой прочности изменяется по мере развития технологии бетона. В 50-х годах прошлого столетия к высокопрочным относили бетон классов В25-В40 (М300-М500), в 60-х выше В50-В60. В настоящее время к высокопрочным бетонам (High Strength Concrete) относят обычно бетоны с прочностью при сжатии в 28-суточном возрасте 70-150 МПа. Евростандарт ЕN206 предусматривает возможность изготовления и применения бетонов, включая класс В115. Благодаря в первую очередь применению эффективных модификаторов (суперпластификаторов и микрокремнеземистых добавок) освоена промышленная технология производства бетонов с прочностью, находящейся в указанном диапазоне, разработаны соответствующие нормы. Такие бетоны все шире применяют для несущих конструкций монолитных каркасов высотных домов, мостов, морских платформ, виброгидропрессованных труб. В лабораторных условиях получены бетоны прочностью до 200 МПа и выше.
К высокопрочным бетонам можно отнести и т.н. высококачественные бетоны (High Performanse Concrete) имеющие прочность на сжатие в возрасте 2 сут 30-50 МПа, 28 сут - 60-150 МПа, морозостойкость - Р600 и более, водонепроницаемость - \Л/12 и выше, водопоглощение - менее 1-2%, истираемость не более 0,3 - 0,4г/см2, регулируемые показатели деформативности. Достижение высокой прочности тяжелого бетона на высокопрочных заполнителях возможно повышением плотности и прочности цементного камня (когезионный фактор) и прочности контактной зоны (адгезионный фактор). Основным направлением Достижения высокой прочности бетона является обеспечение предельно низких водоцементных значений при достаточно высокой степени гидратации цемента и необходимом уплотнении бетонной смеси. При низких значениях В/Ц положительно влияет на прочность бетона достижение оптимального соотношения между содержанием щебня и растворной составляющей. При постоянном содержании заполнителя прочность бетона при изменении В/Ц проходит через экстремальные точки, соответствующие такой структуре материала, при которой минимизируется его пористость. В 50-х годах прошлого столетия в Норвегии предложено улучшать свойства бетона, вводя в их состав ультрадисперсные отходы металлургического производства-микрокремне-зем (МК), а с середины 70-х годов начинается масштабное про-изодство бетонов с добавкой МК. Из микрокремнеземистых добавок наиболее эффективными оказались отходы производства кристаллического кремния и ферросилиция. Они состоят, в основном, из аморфного кремнезема (85-95% SiO2) в виде частиц диаметром 0,1 мкм и имеют дисперсность 1500-2000 м2/ кг. Для транспортирования МК его подвергают гранулированию или брикетированию. МК также поставляют в виде водных паст с использованием стабилизирующих добавок для предотвращения гелеобразования со временем. В табл. 8.6 приведены основные нормируемые показатели для конденсированного МК, марки для которого устанавливаются в зависимости от содержания в нем SiO2. Эффективной отпускной формой МК является гранулированный продукт - модификатор, содержащий в зависимости от марки 7-15% сухого суперпластификатора. Повышение прочности бетона за счет введения МК обусловлено комплексом особых свойств этого материала и прежде всего его повышенной пуццолановой активностью, способностью улучшать микроструктуру цементного камня, особенно в контактной зоне с заполнителями. Введение в бетоны МК, учитывая имеющее место при этом увеличение водопотребности смеси, оказывается эффективным в комплексе с добавкой суперпластификатора. В этом случае модификатор позволяет увеличить прочность бетона как за счет увеличения степени гидратации вяжущего, так и уменьшения пористости бетона, в особенности ее капиллярной составляющей. Цементный гель, представленный в основном низкоосновными гидросиликатами типа С-S-Н(I), имеет прочность, практически вдвое превышающую прочность гидросиликатов типа С-S-Н(II), образующихся в бетонах без модификаторов. На увеличение прочности бетона с микрокремнеземсодержащими модификаторами положительно влияет сокращение водоотделения, усиление адгезионного взаимодействия цементного камня и заполнителей. Для высокопрочных бетонов с добавками модификаторов характерны повышенные значения упругих свойств и верхней границы микротрещинообразования. Деформации усадки могут практически отсутствовать или иметь предельно низкие значения. Ползучесть таких бетонов обычно существенно ниже нормируемых значений. Бетоны характеризуются весьма низкой проницаемостью (W10-W20 и выше), высокой сульфатостойкостью, кислотостойкос-тью, стойкостью в условиях щелочной коррозии, вызываемой взаимодействием щелочей с активным кремнеземом заполнителя. Высокопрочные бетоны, получаемые при низких В/Ц и, соот-ветсвенно, обеспечивающие низкую пористость бетона, имеют высокую морозостойкость. Применение комплексных модификаторов, включающих суперпластификатор и микрокремнеземистую добавку, позволяет достичь морозостойкость бетона Р600-Р700 и выше. Дополнительный эффект можно достичь введением в состав модификатора воздухововлекающих ПАВ. Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин |