Строительство и архитектура / 4 Современные строительные материалы

К. т. н. Т. В. Яшина, к. т. н. З. Н. Захаренко, М. Г. Осмоловская

Белорусский государственный университет транспорта, Беларусь

Бетоны специального назначения

Основным направлением развития всех отраслей народного хозяйства Республики Беларусь является выпуск конкурентоспособной продукции. В настоящее время предприятия по производству строительных материалов являются энергоемкими. По структуре затрат на производство строительных материалов приходится 59% материальных затрат, в том числе 19,5% топливно-энергетических ресурсов (в некоторых случаях доля топливно-энергетических ресурсов доходит до 40%), что почти в 2 раза превышает аналогичные показатели стран ЕС. Снижение материалоемкости и энергоемкости строительных материалов, использующих в своем составе вяжущее цемент, достигается применением специальных высокоэффективных модифицированных химических и минеральных добавок. Установлено, что при увеличении ввода добавок в бетон почти в 2 раза снижается энергоемкость производства и доля материальных затрат в структуре себестоимости. Поэтому разработка и внедрение специальных бетонов с модифицирующими добавками является актуальной [1].

К бетонам специального назначения относится и дорожный бетон. В последнее время с увеличением транспортных потоков возросли требования к качеству дорог, дорожных покрытий и прилегающих коммуникаций, а значит и к бетонам и к железобетонным конструкциям транспортного назначения. Существует множество способов повышения долговечности этих бетонов, это и специальные пропитки, позволяющие защитить верхний слой бетона от разрушения, разнообразные мастики, огромное количество специальных защитных материалов, покрытий, шпатлёвок, штукатурок и.т.д. Все эти средства по-своему эффективны и находят своё применение при востановительно-ремонтных работах. Но их общим недостатком является дороговизна. При точечных ремонтных работах, проводимых для предотвращения разрушения бетона на одном определённом участке, остальная поверхность продолжает разрушаться.

Основными факторами, вызывающими разрушение дорожных бетонов на территории Республики Беларусь являются: выщелачивание и вымывание поверхностного слоя бетона, воздействие растворов солей (в основном галита), тяжёлые температурные условия в зимнее время и постоянные механические воздействия на поверхность бетона. Как правило, эти факторы воздействуют на бетон в комплексе.

Одним из экономичных способов предотвращения разрушения бетона, является применение модифицирующих комплексных химических и минеральных добавок в бетон, которые без увеличения расхода цемента позволяют повысить морозостойкость, водонепроницаемось, истираемость и в целом долговечность бетона.

Были проведены исследования по влиянию добавок на морозостойкость, водонепроницаемость, износостойкость и прочность бетона специального назначения.

Для защиты бетона от насыщения водой рекомендуется применять гидрофобизирующие добавки, которые не снижают эффективность ПАВ и не влияют на структуру бетона. Совместное же использование их с ПАВ значительно повышает морозостойкость и водонепроницаемость полученного бетона, за счёт микропористой структуры (микропоры 50-200 мкм) и снижения водопоглощения бетона в 5 раз и более [2]. Наиболее удачным гидрофобизатором в плане совместного использования с сульфанолом или силипоном является стеарат кальция. Возможно применение стеарата цинка, относящегося к гидрофобизирующим добавкам 1-й группы [2, 3].

Единственной проблемой при применении добавки является настолько малая ее дозировка (0,001-0,01% от массы цемента), что даже в водном растворе не удается ее равномерно распределить по всему объёму бетонной смеси. Для решения этой проблемы наиболее перспективным выглядит вариант «осадки» активного вещества на активный микрокремнезём (МК), который помимо хорошей абсорбирующей способности также улучшает структуру бетона, повышает прочность и ряд других свойств.

Для придания бетону пластичных свойств, улучшения удобоукладываемости, и снижения расхода воды целесообразно применение пластификатора с воздухововлекающим действием. Наиболее предпочтительным по всем параметрам представляется пластификатор ЛСТ. Наилучшие результаты получены при следующем соотношении компонентов ЛСТ/МК=1/1 (комплекс А) и сульфанол/стеарат=1/1 (комплекс Б). Сопоставив полезные дозировки, получаем соотношение комплексов А/Б=100/1. Дозировка конечного продукта составляет 0,2-0,4% от массы цемента. Добавка должна вводиться в бетоносмеситель в сухом виде. Исследования данного комплекса показали, что морозостойкость повысилась в 2 раза (с F150 до F300), водонепроницаемость бетона возросла с W8 до W18, износостойкость возросла в 1,5 раза, а прочность бетона на 28-е сутки возросла на 20% от проектной.

Несомненно, данный комплекс гораздо эффективнее применять при производстве бетона, чем производить дорогостоящие ремонтные работы после его укладки. Повышение морозостойкости, водонепроницаемости и износостойкости дорожных бетонов позволит увеличить их долговечность, а значит - и безопасность на транспорте. А применение комплексных добавок обеспечит снижение материалоемкости и энергоемкости продукции.

Литература

1 Казас М.М. «Экономика промышленности строительных материалов и конструкций». – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2004.

2Батраков В.Г. «Модифицированные бетоны». – М.: Стройиздат, 2003.

3 Применение добавок в бетоне (П1-99 к СНиП 3.09.01-85).