Дисперсное самоармирование бетона при строительстве зданий промышленного назначения

Использование в растворах бетонов нанокомпозиционных пластификаторов позволяет значительно улучшить свойства бетона и уменьшить себестоимость производства. При твердении бетона происходит дисперсное взаимодействие коллоидных частиц, от которого зависит, в том числе, характеристика бетона после завершения гидратации цементных вяжущих. Силы дисперсионного взаимодействия имеют статическую природу, и напряженность поля при взаимодействии составляет 10 В/м. Но значения этих сил могут значительно отличаться и в большую сторону - при некоторых условиях и при наличии в коллоидных системах частиц особой топологической формы, имеющих при этом необходимые значения действительной части диэлектрической проницаемости. При этом происходят гигантские резонансные усиления вблизи поверхности таких частиц.

Усиления поля в бетоне приводят к изменениям в процессах образования кристаллогидратов (собственно цементного камня). Такими частицами могут являться короткие углеродные нанотрубки определенной формы и крупные многослойные наночастицы фуллероидного типа — астралены. Введение таких частиц в бетоны в самом незначительном количестве приводит к росту в бетоне протяженных образований длиной в сотни мкм. Наличие таких образований является ничем иным, как самоармированием бетонов, что приводит к соответствующему упрочнению и уменьшению ценовой компоненты бетонов за куб на основе нанодобавок, а также снижению вязкости и увеличению эффективности прокачки растворов автомобильными бетононасосами АБН. Однако вводить какие-либо серьезные технологические изменения по отношению к используемым бетонам в строительную практику - задача крайне трудоемкая и затратная по стоимости. В этом смысле появление в бетонах тонких суспензионных 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 взвешенных частиц и к выпаданию осадков. Поэтому перспективна заливка сооружений бетонами, изготовленных с применением структурирующих инициаторов: нанесение на носители и использование сухих комбинированных добавок невысокой стоимости. Параллельно решается задача последовательного разбавления, необходимого для распределения малого количества необходимых наноинициаторов и эффективной заливки бетоном. В этом случае распределение достигается привычным механическим перемешиванием.

Носителем в бетонах может быть и обычный песок, в этом случае распределение фибриллярной структуры бетона носит практически изотропный характер и микроармирование бетонов наблюдается на протяженности всего лишь сотен микрон. Но если в качестве носителя выбирать высокомодульные микроволокна (строительные микрофибры), стоимость которых несколько выше, то возникают совершенно новые возможности. Т.е. микрофибра сохраняет свои достоинства как удобный для технологии перемешивания материал, а с другой стороны, волокно в процессе созревания бетона разрастается в направлении расположения этого волокна, усиливая эффекты дисперсного 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 характеристики за куб бетона с структурированным катализатором при изготовлении высокопрочного товарного бетона. Например, для изготовления бетона марки В45 требуется 550 кг цемента М500, но с использованием модифицированного пластификатора позволяет снизить необходимое количества цемента до 400 кг. При этом происходит самоармирование . В качестве фибры-носителя инициаторов бетона используют высокомодульные микроволокна длиной 130-470 мкм на основе модифицированной базальтовой микрофибры и порошковых микроволокон с более высокими показателями по прочности на растяжение.