Дисперсное армирование композиционного бетона при строительстве сооружений промышленного назначения

Применение в бетоне композиционных катализаторов позволяет значительно улучшить характеристики бетонов и снизить стоимость производства. Твердение бетона сопровождается дисперсным взаимодействием коллоидных частиц, которое определяет, в том числе, плотность структуры и характеристика бетона после окончания процессов гидратации вяжущих. Силы дисперсионного взаимодействия имеют статическую природу, а напряженность электрических полей при таком взаимодействии составляет 10 В/м. Но значения сил могут существенно отличаться - при определенных условиях и при наличии в коллоидных системах частиц особой топологической формы, имеющих необходимые значения диэлектрической проницаемости. При этом происходят резонансные усиления вблизи поверхности таких частиц.

Усиления электрических полей в бетоне приводят к изменениям в процессах образования кристаллогидратов . Такими частицами могут являться короткие нанотрубки определенной формы и наночастицы — астралены. Введение таких частиц в бетоны в самом незначительном количестве (менее, чем 10%) приводит к росту в бетоне образований длиной в сотни мкм. Наличие таких образований является самоармированием бетонов, что приводит к соответствующему упрочнению и качественному уменьшению ценовой планки за куб бетона при изготовлении на основе нанодобавок, а также снижению вязкости и повышению эффективности транспортировки раствора посредством автобетононасоса АБН. Однако вводить технологические изменения по отношению к применяемым бетонам в практику - задача трудоемкая и затратная по стоимости. В этом смысле появление в бетонах суспензионных добавок-направление неперспективное, поскольку суспензии сильно чувствительны и к изменениям активности ионов и к температуре . Колебания свойственных бетону параметров могут приводить к агрегации частиц и к выпаданию осадков. Поэтому гораздо более перспективна заливка конструкций бетонами, изготовленных с применением структурирующих инициаторов: нанесение на носители и использование сухих комбинированных добавок невысокой стоимости. Параллельно решается задача последовательного разбавления, необходимого для равномерного распределения малого количества необходимых наноинициаторов и эффективной заливки бетоном. В этом случае распределение достигается механическим перемешиванием.

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

Модифицированные пластификаторы позволяют создавать новые марки качественных бетонов с максимально высокими служебными параметрами, но этот же инструмент может быть использован и для решения задач уменьшения стоимостной планки куба бетона с диспергированным компонентом при приготовлении сверхпрочного товарного бетона. Так, для производства бетона марки В45 обычно требуется 550 кг цемента М500, но с использованием пластификатора позволяет снизить необходимое количества цемента до 400 кг. При этом происходит дисперсное самоармирование бетона. В качестве фибры-носителя инициаторов используют высокомодульные волокна 130-470 мкм на основе базальтовой микрофибры и углеродных волокон с более высокими характеристиками по прочности .