Искать

21.07.17 Инновационная технология монолитного строительства

При создании сооружений из монолитного бетона в настоящее время применяют бетонные смеси с осадкой конуса двадцати сантиметров. Как известно,такие смеси подвергнуты сильнейшему расслоению и водоотделнию. Это обусловлено недостаточным содержанием тонкомолотых компонентов в бетонной смеси, а также отсутствием контроля над приготовлением и транспортировкой. Считается, что бетонные смеси для монолитного строительства должны содержать суммарно 500-600 кг.( на 1 куб.м. бетонной смеси) тонкомолотых компонентов в виде цемента и микронаполнителя.В такие смеси должны добавляться гиперпластификаторы, т.к. микронаполнитель резко повышает водопотребность смеси. Впрочем, в России используется в качестве тонкомолотого компонента цемент в количестве 300-400 кг/куб.м., поскольку внедрение микронаполнителя требует дополнительного оснащения бетоносмесительных установок.
Потому как в России на производстве бетонных смесей не используются гиперпластификаторы и суперпластификаторы бетонные смеси имеют высокое водосодержание, которое повышает водоотделеие и тем самым снижает качество. Эта причина является следствием того, что при укладке смесей в монолитные конструкции, образуются дефекты – слабое сцепление с арматурой, образование раковин, снижение способностей железобетонных сооружений. Из выше сказанного придем к выводу, что в России практически отсутствует возможность производить высококачественные бетонные смеси для монолитного строительства, а если попытаться решить эту проблему, то необходима будет коренная перестройка бетонной отросли и колоссальные затраты.

Приготовление бетонных смесей для монолитного строительства следует разделить на два этапа. Первый этап предполагает смешивание цемента, минерального микронаполнителя и пластификатора. На второй этап отводится смешивание вяжущего, полученного на первом этапе, с песком, водой и щебнем.Данная технология знакома как технология вяжущих низкой водопотребности (ВНВ), которая позволяет задавать различные режимы изготовления и регулирует свойства бетонных смесей. Эта технология исключает водоотделение, снижает количество дефектов. Предлагаемая технология была создана в 1987 году. Цель которой – изготовление литых самоуплотняющихся бетонов с марочной прочностью 150-200МПа для использования в военном строительстве. На протяжении создания данной технологии были опробованы дозировки пластификаторов и режимы механической обработки.

Данная технология была оформлена как изобретение, и первая публикация состоялась в 1988 году. В этот же период были разработаны технологический регламент и технические условия на ВНВ. Но поскольку материал в гражданском строительстве не был востребован, появилась идея вносить в него различные минеральные компоненты и промышленные отходы. Идея была успешно реализована в 1988 году на Здолбуновском цементном заводе, на котором была изготовлена опытно-промышленная партия ВНВ с доменным гранулированным шлаком.
Партия вяжущего благополучно прошла испытания в строительстве гражданском и военном, а также на заводах ЖБИ. В конце девяностых годов была запущена и утверждена государственная Программа « Строй прогресс 2000», но так и не была реализована в полном объеме из-за распада СССР. Программа внедряла два основных направления. 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 технологий по первому направлению было реализовано в 1988 году в воинской части, а в 1991 году на 100 заводе ЖБИ.
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.

Технология дозволяет пользоваться широким спектром бетонов с различной долговечность и прочностью. Залогом долговечности бетонов служит отсутствие капиллярной пористости. При изготовлении сборного железобетона технология позволяет отказаться от тепловой обработки. Появляется возможность заменить сульфатостойкий цемент на ВНВ. Эти результаты являются подтвержденными научными исследованиями и промышленными испытаниями. Отметим, что бетонные смеси имеют очень высокую связанность и не расслаиваются 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 изготовления многокомпонентных бетонных смесей можно будет применять уже используемое оборудование бетонных заводов. Нет необходимости введения в бетонную смесь микро-наполнителей, т.к. они могут появляться на стадии помола цемента с минеральными добавками.
2.Отпадает потребность создания высококачественных заполнителей, существующих в странах западной Европы и США, поскольку количество бетонов будет обеспечено независимо от качества заполнителей.
3.Может быть использован только один вид цемента для производства как дорожных, так и аэродромных бетонов.
4.Данная технология значительно снизит вес бетонных конструкций благодаря переходу на мелкозернистые и легкие бетоны с деформационными характеристиками на уровне тяжелых бетонов.
5.Долговечность бетона моет быть достигнута без применения дорогих гиперпластификаторов и воздухововлекающих добавок.
6.Проблема расслоения полностью исключается при любых конструкциях, в.ч. массивных