Impreza WRX STI

Динамическое самоармирование композиционных бетонов при строительстве промышленных сооружений

Применение в бетонах нанокомпозиционных компонент позволяет значительно улучшить свойства бетонов и уменьшить себестоимость производства. Твердение бетона сопровождается дисперсным взаимодействием коллоидных частиц, от которого зависит, в том числе, плотность структуры и характеристика бетона после завершения процессов гидратации вяжущих. Силы дисперсионного взаимодействия имеют электростатическую природу, а напряженность полей при взаимодействии в среднем составляет 10 В/м. Но значения сил могут существенно отличаться - при определенных условиях и при наличии в коллоидных системах частиц топологической формы, имеющих при этом необходимые значения действительной части проницаемости. При этом происходят резонансные усиления вблизи таких частиц.

Усиления электрического поля в бетоне приводят к пространственным изменениям в процессах образования соответствующих кристаллогидратов (собственно цементного камня). Такими частицами могут являться, например, углеродные нанотрубки и наночастицы — астралены. Введение таких частиц в бетоны в незначительном количестве (менее, чем 10%) приводит к росту в бетоне образований длиной в сотни мкм. Наличие таких образований является самоармированием бетонов, что приводит к упрочнению и качественному уменьшению ценовой характеристики бетонов за куб на основе нанодобавок, а также снижению вязкости и увеличению эффективности транспортировки смеси автомобильным бетононасосом АБН. Но вводить технологические изменения по отношению к применяемым бетонам в практику - задача трудоемкая и затратная по стоимости. В этом смысле появление в бетонах тонких добавок-направление неперспективное, поскольку суспензии чувствительны и к изменениям уровня активности ионов в воде и к температуре . Колебания свойственных бетону параметров могут приводить к агрегации наночастиц и к выпаданию уже бесполезных осадков. Поэтому перспективна заливка опалубки бетонами, изготовленных с применением инициаторов: нанесение на твердые носители и использование сухих комбинированных добавок невысокой стоимости. Параллельно решается задача разбавления, необходимого для распределения крайне малого количества необходимых наноинициаторов по объему и эффективной заливки бетоном. В этом случае необходимое распределение достигается механическим перемешиванием.

Носителем в бетонах может быть и обычный песок, в этом случае распределение фибриллярной структуры бетона носит изотропный характер и микроармирование бетонов наблюдается на протяженности сотен микрон. Но если в качестве носителя выбирать микроволокна , стоимость которых несколько выше, то неожиданно возникают новые возможности. Т.е., с одной стороны, микрофибра сохраняет достоинства как удобный для технологии перемешивания материал, а с другой стороны, волокно в процессе созревания бетона разрастается в преимущественном направлении расположения этого конкретного волокна, усиливая эффекты армирования.

Модифицированные пластификаторы позволяют создавать новые марки высококачественных бетонов с максимально высокими служебными параметрами, но этот же инструмент может быть использован и для уменьшения затратной компоненты куба бетонов с напрягающим катализатором при производстве обычного заводского бетона. Например, для изготовления бетона марки В45 требуется не менее 550 кг портландцемента М500, но с использованием пластификатора позволяет снизить необходимое количества цемента до 400 кг. При этом происходит динамическое дисперсное самоармирование бетона. В качестве микрофибры наноинициаторов бетона используют модульные базальтовые микроволокна 120-520 мкм на основе модифицированной микрофибры и волокон с более высокими параметрами по прочности .