WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

Бетон в мире технологий

З.П. Трамбовецкий, к.т.н., НИИЖБ

http://www.stroinauka.ru/biblio.asp?d=12&dc=26&dpc=0&dr=5737

Анализируются наиболее значительные достижения американских, японских,

британских, французских и некоторых других институтов и центров, которые

развивают технологии производства бетонов и разрабатывают новые его

разновидности.

Бетон, как и его природная разновидность камень, наряду с деревом издревле служат человечеству надежным щитом от неблагоприятных природных явлений.

Конструкции из него при качественном исполнении и правильной эксплуатации, как показывает исторический опыт, служат весьма долго, не причиняя вреда ни человеку, ни природе. Это дало право специалистам причислить его к так называемым «биопозитивным» или «природоохранным» материалам. По объемам применения свыше 6 млрд. т ежегодно, т.е. более 1 т на каждого жителя планеты, бетон прочно держится среди лидеров мирового производства, обладая, практически неограниченными сырьевыми ресурсами, в т.ч. повторного использования. Эти и другие особенности бетона, а также возможность широкого использования отходов его промышленного производства и строительного лома делают его заметным фактором в реализации мировой концепции устойчивого развития мировой экономики.

Однако бетон имеет и известные недостатки, которые ограничивают как объемы, так и области его применения. В основном это технологические трудности изготовления, высокая энергоемкость, невысокое качество поверхности изделий, большой собственный вес. Решением всех вышеназванных проблем занимаются научные центры, технические ВУЗы и научнопроизводственные национальные и международные организации во многих странах мира. Среди них следует особо выделить Американский институт бетона ACI, который отмечал в прошлом году свое столетие, RILEM, FIB, ERMCO, ISO, а также японские, британские, французские и некоторые другие центры, которые занимаются развитием технологии производства бетона и разработками новых его разновидностей.

Среди наиболее значимых достижений в технологии бетона конца XX века, по мнению большинства известных зарубежных авторитетов, приоритет принадлежит так называемому самоуплотняющемуся бетону (СБ). Самоуплотняющимся называют бетон, который не расслаивается после укладки в форму и занимает проектное положение под влиянием только собственного веса без применения вибрации. Разработанный около 15 лет назад в Токийском университете, материал приобрел это уникальное качество за счет применения нового поколения химических добавок на основе сополимеров акрилатов и карбоксилатов в сочетании с тщательно подобранными по гранулометрии компонентами бетонной смеси. Представляет интерес и опыт внедрения японской технологии в промышленность одной из самых передовых стран Европы.

В 1998 г. группа из четырех инженеров Ассоциации заводов сборного железобетона Нидерландов, включающей 24 завода, отправилась в Японию для изучения опыта применения СБ. Программа была следующей: первая неделя – теория и вторая неделя практические занятия. В течение 1999 г. была проведена частичная модернизация заводов и в конце года три завода были сертифицированы для производства СБ класса В65, при тонкости помола наполнителя 700 м2/кг. в течение следующего года производство СБ было освоено на всех 24 заводах и в 2001 г. качество и эффективность конструкций из СБ достигли высокого уровня.

Объем производства СБ на 60 голландских предприятиях сборного железобетона легко достиг 150 тыс. м3. В 2002 г. на производстве был достигнут уровень В при нормальных наполнителе и расходе цемента и прочности 35~40 МПа в возрасте 14+2 часа. Помимо расходов на частичную модернизацию заводов производство СБ требует дополнительных расходов на исходные материалы, которые составляют от до 8 евро на 1 м3 в зависимости от состава смеси. При укладке бетона трудоемкость сократилась примерно на 70%, уровень шума от вибрации уменьшился на 80 дБ (А), для завода среднего размера годовая экономия при отказе от вибрации составляет 70 тыс. евро. Количество пыли уменьшилось с 3~4 до 0,2 мг/ м3, количество силикатной пыли составило всего 0,011 мг/ м3, что в 50 раз меньше допустимой нормы. Условия и производительность труда рабочих заметно улучшились. Стальные формы прослужат, очевидно, значительно дольше, также как и деревянные формы, несмотря на возросшую скорость формования конструкций.

Количество протечек в стыках форм уменьшилось вследствие повышенной вязкости СБ, что положительно сказывается на однородности цвета поверхности изделий.

Трудоемкость отделки изделий не отличается от обычной, но количество ремонтов сократилось многократно. Внешний вид поверхности изделий существенно улучшился и даже на сером цементе при известняковом или кварцевом наполнителе достигается эффект архитектурного бетона. Целесообразность и эффективность применения СБ в промышленности сборного железобетона не вызывает никаких сомнений. Для производителей бетона это экономия финансовая, повышение потенциальных технологических возможностей предприятия, улучшение имиджа материала, для рабочих существенное улучшение условий труда, здоровья, рост квалификации, для клиентов возросший уровень качества продукции.

Голландская компания «SCHOKINDUSTRIE», расположенная в южной части Нидерландов, специализируется на производстве преднапряжённых свай. Со дня своего основания в 1934 г. компания производила сваи из обычного железобетона, а с 1950 г.

производит только преднапряжённые изделия. Сваи, как правило, имеют квадратное сечение 25x25 см и достигают в длину 30 м. Учитывая, что в связи с гидрогеологическими особенностями строительства в Нидерландах при сооружении фундаментной плиты для односемейного дома требуется около 20 свай, то не вызывает удивления тот факт, что «SCHOKINDUSTRIE» производит ежегодно более тыс. свай, затрачивая свыше 100 тыс. м3 бетона.

В 2001 г. компания «SCHOKINDUSTRIE» перешла на применение СБ, исходя из очевидных преимуществ нового материала. Для изготовления СБ вместо портландцемента применяется доменношлаковый цемент марки СЕМ III 52,5.

Текучесть бетона, даже при использовании заполнителей размером 4/32 мм, исключительно равномерна. А в связи с применением только одного типа пластификатора процесс изготовления и контроль качества бетонной смеси не представляют заметных трудностей. СБ достигает прочности на сжатие 60 Н/мм2 уже на четвертый день. Минимальная прочность 35 Н/мм2, необходимая для отпуска преднапряжения, достигается через 1 день. Процесс заполнения форм СБ занимает мин. 35 сек. вместо 7,5 мин. по старой технологии (экономия времени около 80%), но процесс подачи бетона пришлось модернизировать: вместо транспортерной ленты используется ковшовый транспортер. Непрерывная, занимающая мало времени укладка СБ весьма важна для предотвращения образования внутренних швов в изделии и соответствующего снижения несущей способности свай. «SCHOKINDUSTRIE» в настоящее время практически не применяет механическое уплотнение, что даёт 95% экономии времени в дополнение к экономии энергии и снижению уровня шума. Интересен опыт «CONSOLIS GROUP» одного из крупнейших производителей сборного бетона в Европе (52 предприятия в 11 странах Европы при годовом объеме производства 1,8 млн.

м3). В настоящее время на нескольких предприятиях компании применяется около 120 тыс. м3 СБ для изготовления балок, колонн и стеновых панелей. За последние 2 года производство СБ заметно увеличилось и ожидается его дальнейший рост.

Стоимость материалов для СБ на 1525% выше стоимости материалов для обычного бетона той же прочности, но конечная цена с учетом экономии в производстве всё же на 5~15% ниже.

Самоуплотняющийся бетон был внедрен в Швеции в середине 90х годов и в настоящее время его применение в производстве сборного бетона занимает от 50 до 80% от всего объема, причем количество это непрерывно растёт. В отрасли товарного бетона доля производства самоуплотняющегося бетона также растёт и составляет сегодня порядка 8%.

Известная немецкая фирма «SCHENK» освоила производство бетонов высокой функциональности (БВФ) или «highperformanceconcrete» с прочностью на сжатие до 150 МПа при максимальной крупности заполнителя 0,5 мм. Используются сульфатостойкие цементы двух марок: СЕМ I 42.5RHS и СЕМ III/B 42,5 NW/HS, характеризующиеся малой теплотой гидратации, низкой водопотребностью и быстрым набором прочности. Реакционноспособные и инертные наполнители тщательно подбираются, причем предпочтение отдаётся тонкомолотому граншлаку и кварцевому песку. Готовые сухие смеси такого рода продаются фирмой «SCHENK» для других потребителей под торговой маркой DURACRETE. Подбор состава смеси и рекомендации по их применению осуществляются фирмой индивидуально для конкретных заказчиков.

В качестве пластификатора применяется эфир поликарбоксилата, В/Ц=0,22.

Консистенция смеси может быть различной, вплоть до самоуплотняющейся. В некоторых случаях, для увеличения прочности на осевое растяжение и растяжение при изгибе в состав смеси вводятся стальные фибры, а для повышения вязкости и огнестойкости фибры полипропиленовые. В более редких случаях применяется тепловая обработка изделий, что позволяет заметно ускорить набор и увеличить прочность. Так, например, 28дневная прочность бетона (190 МПа) может быть увеличена до 280 МПа при автоклавной обработке (180°С) и достигнута в течение одного дня. Проведенные фирмой сравнительные испытания опытных образцов позволили выявить значительное уменьшение капиллярной пористости (с1>10мп), что решающим образом сказывается на долговечности изделий. Сочетание отличной формуемости, высокой прочности и долговечности позволяет специалистам создавать тонкостенные лёгкие конструкции, в т.ч. преднапряженные сборные конические опоры для ветроэнергетических турбин высотой до 120 м. Фирма «WECTURMBAU» изготавливает для них из СБ кольца диаметром 7,5 м при толщине стенок 30 см и допусках ±12 мм.

В университете г. Касселя также ведутся работы в этом направлении. Созданные там БВФ обладают прочностью свыше 150 МПа при прочности на растяжение при изгибе порядка 50 МПа, причем в некоторых случаях применялся заполнитель крупностью до 16 мм. В зависимости от использованных технологических приемов и количества разных типов металлической и пластиковой фибровой арматуры удавалось получать прочности на сжатие до 230 МПа при прочности на осевое растяжение до 15 МПа. По утверждению проф. Шмидта, высокая функциональность бетона базируется на 4х факторах: низкое В/Ц (0,20,3). высокое содержание твердых компонентов (минеральных добавок), уменьшенный объем порового пространства и плотность упаковки составляющих смеси (не выше 46% по объему).

Изготовление изделий из БВФ рекомендуется на заводах сборного железобетона в стабильных условиях отлаженного производства и непрерывном контроле на всех стадиях. Но наибольший эффект произвёл новый материал разработки фирмы «LAFARGE» под названием DUCTAL это бетон с исключительно высокими функциональными и потребительскими свойствами (ultrahighperformance), обладающий к тому же свойствами самоуплотнения. Прочность такого бетона на сжатие превышает 200 МПа, а на изгиб до 50 МПа. Образцы равной несущей способности в форме двутавра из стандартного железобетона, преднапряженного бетона, из DUCTAL и из стали весят соответственно 530, 467, 140 и 112 кг.

Изделия из DUCTAL обладают определённой упругостью, великолепной по качеству и выразительности поверхностью, легко окрашиваются, практически водонепроницаемы.

Прекрасным примером успешного применения DUCTAL является строительство совместными усилиями французских и корейских специалистов элегантного пешеходного арочного моста с центральным пролетом 120 м в парке г. Сеула. Бетон имеет прочность на сжатие 180 МПа при прочности на растяжение 8 МПа, СБ достаточно успешно применяется и в строительных условиях. Так, например, немецкая компания «DYCKERHOFF» получила разрешение и занимается изготовлением и укладкой товарного СБ. Основная проблема состоит в обеспечении однородности качества исходных материалов для изготовления СБ. В компании эта проблема решалась специальной договорённостью с поставщиками цемента и песка и организацией соответствующего входного контроля, особенно влажности песка.

Pages:     || 2 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.