Самонапрягающийся бетон: Бетон напрягающий

Содержание

Бетон напрягающий

Навигация:
Главная → Все категории → b1

Бетон напрягающий Бетон напрягающий
Бетон напрягающий — бетон на основе цемента напрягающего. От обычного бетона на портландцементе его отличает способность расширяться в нач. период твердения и растягивать находящуюся в сцеплении с ним арматуру, приобретая при этом напряжения собственного обжатия, т.н. самонапряжение. Получаемые т.о. предварительно напряж. конструкции наз. самонапряженными ж.-бет. конструкциями.

Основу напрягающего цемента составляет портландцементный клинкер (около 2/3 состава), к к-рому при помоле добавляют повыш. по сравнению с портландцементом кол-во гипса, а также дополнительно высокоалюминатные шлаки, являющиеся, как правило, отходами металлургия, пром-сти. Объемное расширение цементного камня обусловлено образованием в процессе его гидратации гидро-сульфоалюмината кальция (т.н. «цементной бациллы»), имеющего объем больший, чем сумма объемов исходных компонентов.

Различают т.н. свободное расширение, когда цементному камню, напрягающему цементу и бетону на его основе не препятствуют внешн. ограничения в виде смешанных элементов конструкций (в стыке, шве), связанной с ним сцеплением или анкерами арматуры, либо противодействующих внешн. сил. При наличии таких ограничений или воздействий имеет место связанное расширение. В этом случае цементный камень или бетон развивает давление на препятствие, проявляющееся в виде распора в швах и стыках или растяжения арматуры независимо от ее направления в бетоне.

Свободное расширение контролируют, как правило, только при произ-ве напрягающего цемента как более чувствит. показатель, оно составляет 0,2—2,5%. Связанное расширение контролируют при произ-ве цемента (в цементно-песчаном р-ре 1:1), фиксируя его в виде марки по самонапряжению — НЦ-10, НЦ-20, НЦ-30 и НЦ-40 (соответственно самонапряжение не менее 0,7, 2, 3 и 4 МПа), а также для определения фактич. марки бетона по самонапряжению, когда она предусмотрена в проекте конструкции.

Связанное расширение помимо энер-гетич. св-в цемента и бетона зависит от степени ограничения расширения, поэтому испытания Б.н. проводят на стандартных образцах-призмах размерами от 4х4х 16 см для цемента до 1 Ох 10×40 см для бетона, используя стандартные динамо-метрич. кондукторы соответствующего типоразмера, создающие в отформованных в них образцах упругое сопротивление расширению, эквивалентное наличию в образцах продольного армирования 1 %.

Подбор состава Б.н. по прочности на сжатие не отличается от подбора состава обычного бетона на портландцементе, однако расход вяжущего может быть снижен практически на 10%. Могут быть получены бетоны классов В15—В40 и выше. При одинаковой прочности бетона на сжатие Б.н. имеет прочность при растяжении на 20% выше, чем бетон на портландцементе. Существует ряд марок по самонапряжению от Sp0,6 до Sp4 (в МПа).

Для получения заданной проектной марки по самонапряжению необходимо учитывать не только активность напрягающего цемента по самонапряжению, но и расход вяжущего, водоцементное отношение и в нек-рых случаях влажностные условия твердения.

Бетон напрягающий характеризуется маркой по водонепроницаемости не ниже W12, в связи с чем в выполняемых из него конструкциях не требуется устройства гидроизоляции и во мн. случаях антикорроз. защиты.

Существует разновидность Б.н. — бетон с компенсированной усадкой, отличающийся тем, что при сохранении всех остальных св-в в нем не нормируется марка по самонапряжению. Для изготовления такого бетона применяют, как правило, напрягающий цемент марок НЦ-10 или НЦ-20. Бетон с компенсиров. усадкой целесообразно применять взамен обычного бетона на портландцементе практически для всех конструкций, что обеспечивает компенсацию усадки и ее отрицат. последствий как на этапе изготовления конструкций (от образования технологич. трещин), так и при эксплуатации.

Технологич. св-ва Б.н. сходны со св-вами бетона на портландцементе, однако при повыш. темп-рах (30 °С и выше) наблюдается тенденция к более заметному ускорению твердения (набору прочности) и, частично, схватыванию смеси. Это позволяет сократить продолжительность и снизить темп-ру тепловлажностной обработки изделий заводского изготовления. Сроки схватывания бетонов и растворов на напрягающем цементе регулируются в широких пределах: от ускорения схватывания до 1—2 мин, что применяется для остановки протечек при ремонте конструкций под гидростатич. напором, до удлинения схватывания до 2—3 ч (при необходимости длит, транспортировки смеси). Для этого добавляют ускорители и пластификаторы, а также используют метод т.н. предварит, частичной гидратации, заключающийся в предварит, перемешивании (до затворения) напрягающего цемента с частично увлажненным заполнителем либо двухстадийном перемешивании смеси. Учитывая особенности Б.н., его применение особенно эффективно в конструкциях, к к-рым предъявляются требования повыш. водонепроницаемости и трещино-стойкости (в т.ч. при использовании подвижных смесей), спец. гидроизоляции в этом случае не требуется. Это сборные и монолитные емкостные, подземные конструкции разл. назначения и стыки в них, трубы напорные и безнапорные, транспортные и коммуникац. тоннели, безрулонные кровли, покрытия полов, дорог, аэродромов и автодорожных мостов, а также основания искусств, конькобежных дорожек и ледовых полей без швов или с увелич. расстоянием между ними, элементы объемного домостроения. Применяют Б.н. для герметизации и защиты от источников ра-диац. излучений, а также для изготовления предварительно напряж. конструкций с целью компенсации потерь напряжений от усадки и др. видов конструкций и сооружений, в т.ч. ж.-бет. конструкций массового произ-ва, взамен обычного бетона как тяжелого, так и легкого.

Похожие статьи:
Болты

Навигация:
Главная → Все категории → b1

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Железобетон самонапряженный

Навигация:
Главная → Все категории → zh2

Железобетон самонапряженный Железобетон самонапряженный
Железобетон самонапряженный — разновидность ж.бет., в бетоне к-рого в качестве вяжущего использован напрягающий цемент (НЦ). Созданный отечеств, учеными в 1950-х гг. НЦ представляет собой смесь портландцемен-тного клинкера (70—80 %), расширяющегося компонента из гипса (15—20%) и в-ва, содержащего активные алюминаты кальция (10—15%). Алюмосодержащи-ми в-вами являются золы ТЭС, высоко-алюминатные глины, глиноземсодержа-щие шлаки, каолины, алуниты; последние достаточно широко распространены и представляются наиболее перспективным материалом для произ-ва НЦ.

В отличие от др. расширяющихся вяжущих НЦ расширяется при весьма высокой прочности (8—15 МПа), обеспечивающей надежное сцепление бетона с арматурой. Благодаря этому св-ву в Ж.с. арматура получает напряжение растяжения, бетон — напряжение сжатия, а конструкция становится самонапряженной. При этом арматура растягивается независимо от направления своего расположения в бетоне, что позволяет создавать двухосное и объемное самонапряжение конструкций.

Существуют два осн. вида бетона на НЦ: с расчетной величиной самонапряжения и с компенсиров. усадкой. В отд. группу могут быть выделены мелкозернистые бетоны на НЦ, предназнач. для ремонтно-восстановит. работ. Все виды бетонов на НЦ наз. напрягающими бетонами.

Для приготовления напрягающих бетонов применяют те же заполнители и добавки, что и для бетонов на портланцемен-те. Важнейшим показателем качества бетона является его прочность в процессе эксплуатации конструкции. Напрягающие бетоны имеют след. классы по прочности: тяжелые и мелкозернистые — на сжатие В15—В70, на осевое растяжение Btl,6—Bt4,8; легкие — на сжатие В10— В40, на осевое растяжение Bt0,8—Bt3,2.

Рост прочности напрягающего бетона интенсивно продолжается и после достижения цементным камнем возраста 28 сут, к 6 мес он набирает 30—40% дополнит, прочности, что особенно важно для гидротехнич. сооружений, загружаемых через неск. месяцев после возведения.

Цементная пром-сть выпускает НЦ с маркой по самонапряжению 1—4 МПа, что позволяет получать бетоны как с, компенсиров. усадкой, так и с самонапряжением св. 3 МПа.

За марку напрягающего бетона по самонапряжению принято предварит, напряжение в бетоне, МПа, возникающее при коэф. продольного армирования ц— -0,01. Существуют след. марки бетонов по самонапряжению: Sp0,6, SP0,8, Spl, SP1,2, SP1,5, SP2, SP2,5, SP3 и SP4.

Стальная арматура в Ж.с. не корродирует, как в плотном тяжелом бетоне на портландцементе. Напрягающий бетон обладает высокой сульфатостойкостью. В среде со средней степенью сульфатной агрессии конструкции из напрягающего бетона не требуют дополнит, защиты.

Важное св-во напрягающих бетонов — низкая водо-, газо- и бензопроница-емость, что является следствием уплотнения структуры цементного камня в условиях всестороннего сжатия, возникающего в результате самонапряжения. Водонепроницаемость напрягающих бетонов на заполнителях всех видов, опре-дел. по методике гос. стандарта, гарантируется не менее W12. Газопроницаемость напрягающего бетона, уплотн. обычными средствами (вибрированием), примерно в 40 раз ниже, чем у тяжелого бетона на портландцементе; бензопроницаемость характеризуется величиной порядка 6’10» Дарси при давлении 0,5 МПа. Такой бетон практически обеспечивает полную непроницаемость по отношению к дизельному топливу.

Долговечность ж.-бет. конструкций в значит, степени определяется морозостойкостью бетона. Напрягающие бетоны обладают высокой стойкостью к замораживанию и оттаиванию независимо от вида НЦ и крупного заполнителя, их морозостойкость характеризуется классами F300—F500. Энергия экзотермии НЦ в 1,5—1,8 раза выше, чем у портландцемента, т.е. сравнима с теплотой гидратации особобыстротвердеющего портланцемента высоких марок М700 и М800.

Все перечисл. св-ва позволяют применять напрягающие бетоны как в сборных, так и в монолитных конструкциях и сооружениях в разл. областях стр-ва с большой экономич. выгодой.

Массовое изготовление и применение НЦ и напрягающего бетона началось в 1965 для замоноличивания стыков емкостей и др. инж. сооружений, что позволило повысить сборность и индустриализацию всего процесса стр-ва емкостных сооружений.

С 1976 возводятся полносборные емкостные сооружения с применением напрягающего бетона для заделки стыков, изготовления сборных элементов, выполнения монолитных и сборно-монолитных конструкций (водопроводные и канали-зац. насосные станции, резервуары, фильтры и вторичные отстойники и т.п.). Применение НЦ в полносборных конструкциях цилиндрич. емкостей позволило исключить навивку высокопрочной арматуры и торкретирование поверхности стенок резервуара для защиты арматуры от коррозии.

В строит, практике широко применяются самонапряж. покрытия разл. назначения. В отличие от полов производств, зданий типовой конструкции в полах из напрягающего бетона отсутствуют гидроизоляция и стяжка — само армиров. покрытие из бетона на НЦ обеспечивает водонепроницаемость. Отпадает необходимость устройства деформац. швов, что упрощает технологию выполнения работ и снижает их трудоемкость.

Перспективным направлением использования мелкозернистого напрягающего бетона является выполнение гидро-изоляц. работ. Бет. смесь, нанесенная давлением воздуха на изолируемую поверхность, создает плотную структуру бетона, к-рая дополнительно уплотняется за счет образования и роста иглообразных кристаллов гидросульфоалюмината кальция. Гидроизоляция на осн. напрягающего бетона широко применяется при возведении и ремонте объектов хим. пром-сти, зданий культурно-бытового назначения и жилых, очистных и гидротехнич. сооружений. Такие покрытия оказались значительно более надежными и долговечными, чем многослойная оклеечная гидроизоляция, при этом они дешевле.

Применение Ж.с. в мостостроении позволило найти один из оптим. вариантов устройства полотна проезжей части мостов, способного надежно защитить несущие конструкции пролетных строений от агрессивного воздействия атм. осадков. Построено более 30 мостов разл. конструкции с проезжей частью из Ж.с.

Разнообразное применение Ж.с. находит в метростроении. В обводненных фунтах успешно строят перегонные тоннели из цельных секций, изготовл. из Ж.с, без гидроизоляции. Швы между секциями зачеканивают тестом на НЦ. Освоено произ-во обделки из Ж.с. кругового очертания диаметром 3,6 и 8,5 м. Она имеет хороший внешн. вид, обладает высокой прочностью и не пропускает воду.

Опыт возведения в обводи. грунтах монолитно-прессов. обделки из бетона на НЦ показал, что применение НЦ не вносит в технологию к.-л. трудностей. Впервые в практике метростроения возведены эскалаторные тоннели из ж.-бет. конструкций, а не из чуг. тюбингов, что стало возможным благодаря св-вам напрягающего бетона.

Ж.с. используют для гидроизоляции подземных сооружений, возводимых методом «стена в грунте», применение НЦ значительно улучшает св-ва бетона, придавая им высокую прочность (50 МПа на 28-е сут) и водонепроницаемость, а самонапряжение обеспечивает эффект самозалечивания небольших дефектов.

Напрягающий бетон нашел применение в аэродромном стр-ве при возведении мест стоянок самолетов, перронов и взлетно-посадочных полос, а также при стр-ве автомобильных дорог.

Св-ва Ж.с. эффективно реализуются в железобетонных трубах. Применение напрягающих бетонов в произ-ве безнапорных труб и труб большого диаметра без стального сердечника обеспечивает их водонепроницаемость и снижает расход арматуры.

Ряд технологич. проблем помог решить напрягающий бетон в произ-ве объемных блок-комнат для жил. стр-ва: были исключены технологич. трещины и упрощен съем изделия с сердечника формы, т.к. удалось устранить усадочные деформации изделия.

Применение напрягающих бетонов в сборных конструкциях совместно с традиционным предварит, напряжением позволяет устранить потери преднапряжения от усадки, использовать в работе конструкции повыш. сопротивление бетона растяжению, обеспечить ж.-бет. элементу более продолжит, работу без образования трещин (см. Железобетон предсамонапря-женный).

Наглядным примером предсамонап-ряж. конструкций являются конструкции из тонких пластин, изготовляемые на стенде с непрерывным армированием. Такие пластины отличаются высокой гибкостью (не образуют трещин) и могут быть использованы для возведения висячих покрытий, облицовки каналов, в качестве стеновых панелей, для устройтва перегородок, изготовления разл. составных конструкций и др.

Весьма эффективны в предсамонап-ряж. варианте массовые конструкции, обычно изготовляемые преднапряженны-ми — многопустотные панели перекрытий, дорожные плиты, ригельные конструкции и плиты покрытий производств, зданий.

Похожие статьи:
Журнал «Бетон и железобетон»

Навигация:
Главная → Все категории → zh2

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Бетоны напрягающие — Справочник строительных материалов и терминов (Б)

Бетоны напрягающиеБетоны напрягающие представляют собой специальные бетоны, изготовленные на основе напрягающего цемента и предназначенные для изготовления самонапряженных (предварительно напряженных) конструкций. При твердении такие бетоны расширяются.

Напрягающий портландцемент (НПЦ)

Данный вид цемента является продуктом совместного помола специальной сульфоалюминатной добавки расширяющей и портландцементного клинкера. Сульфоалюминатная добавка придает цементу специфичные уникальные свойства.

Обладая всеми положительными свойствами портландцемента, напрягающий портландцемент обеспечивает в растворах (бетонах) следующие качества:
— полная водонепроницаемость (W10…W20), дополнительная гидроизоляция при этом не требуется,
— нет усадки с ее отрицательными последствиями,
— повышенная морозостойкость,
— повышенная стойкость к агрессивным средам,
— при растяжении – высокая прочность.

Применение

Бетоны и иные растворы на основе НПЦ широко применяют:
В гражданском строительстве:
— малоэтажное индивидуальное строительство: дачи, дома, гаражи подземные, балконы, лоджии, сауны, бани, подвальные помещения и т.д.
— сооружения спортивные (беговые дорожки, полы, трибуны стадионов, хоккейные поля, плавательные бассейны, катки с льдом и искусственным),
— гидроизоляция бассейнов, санитарно-технических кабин, подвалов,
— омоноличивание и заделка металлических креплений перил.

В промышленном строительстве:
— монолитные и сборные емкости разного назначения (наземные, подземные, подводные, сооружения водонапорные и очистные, бассейны, отстойники, резервуары для воды, силосы для материалов сыпучих, станции насосные канализационные),
— коммуникационные и транспортные тоннели, а также тоннели метро, переходы, шахты,
— полы производственных и общественных зданий, гаражей,
— покрытия мостов, автодорог, аэродромов,
— фундаменты для турбоагрегатов, а также иного механического оборудования,
— промышленные безрулонные кровли,
— трубы безнапорные и низконапорные,
— хранилища радиоактивных и иных отходов,
— реконструкция, ремонт и усиление конструкций,
— покрытия гидроизоляционные бетонных поверхностей, водонепроницаемые, трещиностойкие швы и стыки всех видов.

Производство сухих строительных смесей (ремонтных, гидроизоляционных, фасадных, для стяжки пола и т.д.).

Справочник строительных материалов (Б)
Справочник строительных материалов и терминов

Бетон напрягающий — это… Что такое Бетон напрягающий?

Бетон напрягающий – бетон, содержащий расширяющийся цемент или расширяющую добавку, обеспечивающие расширение бетона в процессе его твердения.

[ГОСТ 25192-2012]

Бетон напрягающий – на основе напрягающих цементов или вводимого комплекса химических и минеральных добавок, препятствующих усадке цементного камня за счет кристаллизации новообразований типа эттрингита с регулируемым увеличением объема и созданием самонапряжения в структуре цементного камня и бетона.

[Ушеров-Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы.- 2009. – 112 с.]

Бетоны напрягающие – бетоны на напрягающем цементе, обладающие плотной непроницаемой структурой и способностью расширяться в процессе отвердения. Напрягающие бетоны применяются для преднапряженных (самонапряженных) конструкций, самонапрягаемых стыков бассейнов, резервуаров, трубопроводов, выполняемых из сборных элементов, c нормированной (расчетной) величиной самонапряжения.

[СН 511-78]

Рубрика термина: Виды бетона

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

технология получения эластичного бетона – DIYb.ru

В мире производят миллионы тонн бетона, так как основная масса крупных и мелких сооружений строятся из этого строительного материала. Постоянно растущая потребность в увеличении срока эксплуатационной пригодности сооружений диктует необходимость развивать это направление. Мировая наука поднимает на новый уровень качество стройматериала, используя в его составе природные свойства живых организмов.

Характеристики и назначение нового стройматериала

Самовосстанавливающийся бетон – новая ступень в развитии строительных материалов. Согласно ГОСТ 25192-2012, ГОСТ 7473-2010, ГОСТ Р 57345-2016, ГОСТ Р 57359-2016, в производстве бетона определены: состав, структура, условия твердения и так далее [1-4]. Новый самовосстанавливающийся бетон отличается от классических рецептов добавлением в состав грибков и спор бактерий, способных выжить в щелочных условиях и придать строительному материалу новые свойства. В процессе своей жизнедеятельности бактерии вырабатывают вещества, восстанавливающие поврежденную поверхность бетонной конструкции.

Известный факт, что бетон со временем рассыхается, покрываясь трещинами, в которые проникает вода, а вместе с ней и микроорганизмы, начинающие процесс коррозии. В результате такого разрушения требуется дорогостоящий ремонт бетонного сооружения. Добавленные в состав грибки и споры бактерий могут находиться в состоянии покоя на протяжении десятилетий. Как только конструкция покрывается трещинами, и в них проникает вода, микроорганизмы активизируются и начинают вырабатывать карбонат кальция (известняк), заполняя этим материалом трещины в бетоне. Этот процесс самовосстановления продлевает срок эксплуатации бетонного строения.

Способы получения самовосстанавливающегося бетона с бактериями

Первая строка – контрольный образец; вторая – споры T. reesei; третья – Aspergillus nidulans [8]

Применяется несколько способов получения самовосстанавливающегося бетона:

Технический университет Делфта, Нидерланды [7]

Микробиолог Хэнк Джонкерс предложил в состав бетона добавлять бактерии рода Bacillus. Бактерии помещены в бетонную смесь в биоразлагаемых капсулах вместе с лактатом кальция. Как только в трещины на поверхности бетона начинает попадать вода, биоразлагаемая капсула растворяется, а бактерии, активизировавшись, начинают вырабатывать известняк, которым заполняются трещины в стройматериале. Лактат кальция используется как питательная среда для бактерий рода Bacillus.

Бингемтонский университет, штат Нью-Йорк и университет Рутгерса [8]

Группа ученых двух университетов добавила в смесь бетона споры грибка Trichoderma reesei [9]. После того, как на поверхности стройматериала начали появляться трещины, вода и воздух спровоцировали грибок активно прорастать, вырабатывая карбонат кальция, которым накрепко замуровались образовавшиеся повреждения.

Иные технологии самовосстановления

Развивая свойства строительных материалов и повышая их экономическую выгоду, в отличие от строительных норм и правил (СНиП 82-02-95, СНиП 82-01-95), регламентирующих расход цемента в производстве бетонных и железобетонных изделий, отечественная и мировая науки пошли дальше утвержденных стандартами правил, применения открытия в биологии и микробиологии [5, 6].

Севастопольский гос. университет

Группа ученых университета разработала технологию нанопорошков с добавлением штаммов бактерий. Добавленный в бетонную смесь ингредиент усиливает бетонный блок при сжатии на 94%. Этот строительный материал предполагается использовать в гидротехническом и берегоукрепительном строительстве.

Университет Мичигана, США [10]

Ученые Инцзы Ян и Виктор Ли, почерпнув идею из природных свойств роста и самовосстановления морских ракушек, добились того, что при длительном контакте самовосстанавливающегося бетона с водой образовавшиеся трещины зарубцовываются, заполняясь карбонатом кальция.

Университет «Виктория», Британская Колумбия

Ученые вывели пластичный цементный композит с применением в составе полимера, что дало бетону возможность выдерживать воздействие колебаний до 12 баллов по шкале Меркалли.

Нитрифицирующие бактерии

Растут бактерии в простых минеральных средах в почве и в водоемах. Специфичные микроорганизмы хорошо развиваются в жидкой среде. Нитрификация – это процесс превращения азотосодержащих соединений в нитриты, а затем в нитраты.

Исследования показывают, что нитрифицирующие бактерии наряду с аммонифицирующими бактериями и грибками участвуют в коррозии бетонных изделий, особенно подземных сооружений, коллекторов и так далее.

Плюсы и минусы самозалечивающегося бетона

Микроскопическая съемка спор с тысячекратным увеличением

Микроскопическая съемка T. ressei с увеличением x1000, показывающая, что споры растут одинаково хорошо как с бетоном, так и без него [8]

Бетон — строительный материал, который в жидком состоянии обладает текучестью воды, что даёт возможность заливать цементный раствор в любые формы и ниши. В затвердевшем же состоянии бетон обладает твердостью камня, что делает его незаменимым в строительстве крупных объектов (мосты, высотные здания, плотины и так далее).

Разрушительно влияют на бетон влага, перепады температур, воздействие химикатов, коррозия, со временем материалу свойственно рассыхаться.
Самовосстанавливающийся бетон отличается более высокой стойкостью к влиянию внешних разрушающих факторов и обладает свойством самовосстановления.

Области применения

Бетон – прочный строительный материал, обладает необходимыми свойствами для строительства как крупных сооружений (мостов, эстакад, плотин на гидроэлектростанциях и т. д.), так и мелких строительных изделий (бордюров, мачт уличного освещения, железобетонных заборов и т. д.).

Новый самовосстанавливающийся материал необходим в местах, где производство мелких ремонтных работ и регулярный осмотр состояния сооружений невозможен:

  • подземное строительство;
  • подводное строительство;
  • высотные здания;
  • транспортные сооружения мостового типа.

Еще одно преимущество строительных материалов нового поколения – возможность экономии бюджетных средств, так как отсутствует необходимость в постоянном мелком ремонте сооружений. Регулярно выделяемые для этих целей деньги могут быть направлены на строительство новых объектов.

Источники информации:

  1. ГОСТ 25192-2012
  2. ГОСТ 7473-2010
  3. ГОСТ Р 57345-2016/EN 206-1:2013
  4. ГОСТ Р 57359-2016/EN 13670:2009
  5. СНиП 82-02-95 (введено 07.01.1996)
  6. СНиП 82-01-95 (введено 01.01.1996)
  7. Bacteria-based self-healing concrete – H. M. Jonkers, 2011.
  8. Interactions of fungi with concrete: Significant importance for bio-based self-healing concrete – Ло Дж., Чен Х. и др. (опубликовано в 2018 г.).
  9. Using fungi to fix bridges – Binghamton University (опубликовано01.2018).
  10. Autogenous healing of engineered cementitious composites under wet–dry cycles – Yingzi Yang, Victor C. Li (опубликовано в мае 2009 г.).
The following two tabs change content below.

О себе: Специалист широкого профиля. Опыт работы редактором и автором статей в должности журналиста более 12 лет. Закончил филологический факультет Белорусский государственного университета (Отделение русского языка и литературы) и получил диплом по специальности «Филология. Преподаватель русского языка и литературы».

Контекстный справочник. Бетон напрягающий. Материалы в строительстве и автомобилестроении. Классификатор терминов.

Строительное оборудованиеДомой —  Словарь 

Бетон напрягающий.

Основу напрягающего цемента составляет портландцементный клинкер (около 2/3 состава), к к-рому при помоле добавляют повыш. по сравнению с портландцементом кол-во гипса, а также дополнительно высокоалюминатные шлаки, являющиеся, как правило, отходами металлургия, пром-сти. Объемное расширение цементного камня обусловлено образованием в процессе его гидратации гидро-сульфоалюмината кальция (т.н. «цементной бациллы»), имеющего объем больший, чем сумма объемов исходных компонентов.

Бетон напрягающий — бетон на основе цемента напрягающего. От обычного бетона на портландцементе его отличает способность расширяться в нач. период твердения и растягивать находящуюся в сцеплении с ним арматуру, приобретая при этом напряжения собственного обжатия, т.н. самонапряжение. Получаемые т.о. предварительно напряж. конструкции наз. самонапряженными ж.-бет. конструкциями.

Свободное расширение контролируют, как правило, только при произ-ве напрягающего цемента как более чувствит. показатель, оно составляет 0,2—2,5%. Связанное расширение контролируют при произ-ве цемента (в цементно-песчаном р-ре 1:1), фиксируя его в виде марки по самонапряжению — НЦ-10, НЦ-20, НЦ-30 и НЦ-40 (соответственно самонапряжение не менее 0,7, 2, 3 и 4 МПа), а также для определения фактич. марки бетона по самонапряжению, когда она предусмотрена в проекте конструкции.

Различают т.н. свободное расширение, когда цементному камню, напрягающему цементу и бетону на его основе не препятствуют внешн. ограничения в виде смешанных элементов конструкций (в стыке, шве), связанной с ним сцеплением или анкерами арматуры, либо противодействующих внешн. сил. При наличии таких ограничений или воздействий имеет место связанное расширение. В этом случае цементный камень или бетон развивает давление на препятствие, проявляющееся в виде распора в швах и стыках или растяжения арматуры независимо от ее направления в бетоне.

Подбор состава Б.н. по прочности на сжатие не отличается от подбора состава обычного бетона на портландцементе, однако расход вяжущего может быть снижен практически на 10%. Могут быть получены бетоны классов В15—В40 и выше. При одинаковой прочности бетона на сжатие Б.н. имеет прочность при растяжении на 20% выше, чем бетон на портландцементе. Существует ряд марок по самонапряжению от Sp0,6 до Sp4 (в МПа).

Связанное расширение помимо энер-гетич. св-в цемента и бетона зависит от степени ограничения расширения, поэтому испытания Б.н. проводят на стандартных образцах-призмах размерами от 4х4х 16 см для цемента до 1 Ох 10×40 см для бетона, используя стандартные динамо-метрич. кондукторы соответствующего типоразмера, создающие в отформованных в них образцах упругое сопротивление расширению, эквивалентное наличию в образцах продольного армирования 1 %.

Бетон напрягающий характеризуется маркой по водонепроницаемости не ниже W12, в связи с чем в выполняемых из него конструкциях не требуется устройства гидроизоляции и во мн. случаях антикорроз. защиты.

Для получения заданной проектной марки по самонапряжению необходимо учитывать не только активность напрягающего цемента по самонапряжению, но и расход вяжущего, водоцементное отношение и в нек-рых случаях влажностные условия твердения.

Технологич. св-ва Б.н. сходны со св-вами бетона на портландцементе, однако при повыш. темп-рах (30 °С и выше) наблюдается тенденция к более заметному ускорению твердения (набору прочности) и, частично, схватыванию смеси. Это позволяет сократить продолжительность и снизить темп-ру тепловлажностной обработки изделий заводского изготовления. Сроки схватывания бетонов и растворов на напрягающем цементе регулируются в широких пределах: от ускорения схватывания до 1—2 мин, что применяется для остановки протечек при ремонте конструкций под гидростатич. напором, до удлинения схватывания до 2—3 ч (при необходимости длит, транспортировки смеси). Для этого добавляют ускорители и пластификаторы, а также используют метод т.н. предварит, частичной гидратации, заключающийся в предварит, перемешивании (до затворения) напрягающего цемента с частично увлажненным заполнителем либо двухстадийном перемешивании смеси. Учитывая особенности Б.н., его применение особенно эффективно в конструкциях, к к-рым предъявляются требования повыш. водонепроницаемости и трещино-стойкости (в т.ч. при использовании подвижных смесей), спец. гидроизоляции в этом случае не требуется. Это сборные и монолитные емкостные, подземные конструкции разл. назначения и стыки в них, трубы напорные и безнапорные, транспортные и коммуникац. тоннели, безрулонные кровли, покрытия полов, дорог, аэродромов и автодорожных мостов, а также основания искусств, конькобежных дорожек и ледовых полей без швов или с увелич. расстоянием между ними, элементы объемного домостроения. Применяют Б.н. для герметизации и защиты от источников ра-диац. излучений, а также для изготовления предварительно напряж. конструкций с целью компенсации потерь напряжений от усадки и др. видов конструкций и сооружений, в т.ч. ж.-бет. конструкций массового произ-ва, взамен обычного бетона как тяжелого, так и легкого.

Существует разновидность Б.н. — бетон с компенсированной усадкой, отличающийся тем, что при сохранении всех остальных св-в в нем не нормируется марка по самонапряжению. Для изготовления такого бетона применяют, как правило, напрягающий цемент марок НЦ-10 или НЦ-2 Бетон с компенсиров. усадкой целесообразно применять взамен обычного бетона на портландцементе практически для всех конструкций, что обеспечивает компенсацию усадки и ее отрицат. последствий как на этапе изготовления конструкций (от образования технологич. трещин), так и при эксплуатации.


Бетон легкий. Бетон напрягающий. Бетон полимерцементный. Бетон — строительный материал. Бетон тяжелый. Бетон жаростойкий. Бетонирование в зимних условиях. Баллон для газа. Бетоносмеситель.

Домой —  Словарь  Вывоз мусора: www.lugr.ru, кузовные запчасти для иномарок

 

Другие виды бетонов | МОНОЛИТНЫЙ ДОМ-строительство в Москве и Подмосковье

Другие виды бетонов

Кроме тяжелых и легких бетонов в практике строительства с каждым годом расширяется применение многих других видов бетонов. Основными из них являются: ячеистый бетон, крупнопористый бетон, поризованный бетон, плотный силикатный бетон, жаростойкий бетон, кислотостойкий бетон, полимерцементный бетон, полимербетон, самонапрягающийся бетон.

Ячеистый бетон.
Под ячеистым понимают легкий по средней плотности (600… 1200 кг/м3) бетон ячеистой структуры с искусственно созданными порами, состоящий из затвердевшей смеси вяжущего (цемента, извести или смешанного вяжущего) и кремнеземистого компонента (молотого песка или золы). Ячеистый бетон получают на основе разнообразных порообразующих (пена, газ) веществ. В зависимости от этого ячеистые бетоны разделяют на пенобетоны и газобетоны. В качестве газообразователя обычно используют алюминиевую пудру. В зависимости от состава различают пеносиликаты. пенозолобетоны. Ячеистые бетоны твердеют преимущественно в автоклавных, при давлении пара до 1, 2 МПа и температуре 174 С. В зависимости от объемной массы прочность ячеистых бетонов достигает 15 МПа.

Усадка ячеистых бетонов в 2…3 раза больше усадки тяжелых бетонов, они растрескиваются при твердении на воздухе. Проводятся крупные иссследования по созданию качественных ячеистых бетонов без автоклавной обработки. Из-за низкой плотности ячеистые бетоны не обеспечивают надежную сохранность арматуры от коррозии, поэтому ее покрывают цементно-водной смесью или цементно-битумной мастикой. Применение ячеистых бетонов в слабосжатых частях сечений железобетонных элементов и ограждающих конструкциях существенно улучшает технико-экономические показатели зданий. Основные прочностные и деформативные характеристики ячеистых бетонов приведены в СНиП 2.03.01-84.

Крупнопористый и поризованный бетон.
Под крупнопористым и поризованным понимают крупнозернистый облегченный или легкий бетон крупнопористой и поризованной структуры, на цементном вяжущем, плотных и пористых заполнителях. Такие бетоны целесообразны для районов, где имеются крупные заполнители, но отсутствует природный песок. Они обладают относительно низкой прочностью и малым коэффициентом теплопроводности, поэтому используются в основном в ограждающих конструкциях зданий. Основные расчетные характеристики крупнопористого и поризованного бетонов класса В2,5 и выше приведены в СНиП 2.03.01-84.

Плотный силикатный бетон.
Под плотным силикатным понимают бесцементиый тяжелый песчаный мелкозернистый бетон автоклавного твердения, получаемый на основе известкового вяжущего. Такой бетон обладает хорошим сцеплением с арматурой и надежно защищает ее от коррозии. Прочность силикатного бетона достигает 60 МПа. Он обладает в 1, 5… 2 раза меньшим начальным модулем упругости и меньшей ползучестью по сравнению с равнопрочным цементным бетоном. Из него целесообразно делать малогабаритные элементы конструкций (панели перекрытий и покрытий, разнообразные балки и прогоны). Стоимость железобетонных конструкций из силикатного бетона ниже стоимости железобетонных конструкций из тяжелого бетона на 25%, и более.
Конструкции из плотного силикатного бетона проектируют по специальным нормам.

Жаростойкий бетон.
Под жаростойким понимают тяжелый и легкий бетоны, способные длительное время сохранять в заданных пределах свои прочностные и деформативные свойства при эксплуатационных температурах 200… 1800 С. При температурах до 1200 С основным вяжущим жаростойкого бетона остается портландцемент, к которому добавляют (до 30… 100% от массы цемента) тонкомолотые компоненты (зола-унос, немянка, пемза, молотый кварцевый песок). При температуре 1200 °С применяют смешанное жароупорное вяжущее, состоящее из портландцемента и тонкомолотого шамота в порпорции 1 : 1 по массе.

В жаростойких бетонах, предназначенных работать при температуре 1400 °С, вяжущим является глиноземистый цемент (или жидкое стекло с кремнефтористым натрием), а при температуре 1700 °С — портландцемент с хромитовым заполнителем и с добавкой ортофосфорной кислоты. Разработан бетон на фосфатной связке для температуры до 1800°С, на основе высокоглиноземистого цемента с легковесным корундовым заполнителем. Применение жаростойкого бетона и железобетона в конструкциях тепловых агрегатов, туннельных и доменных печей позволяет существенно снизить их стоимость и сократить сроки строительства и эксплуатационные затраты. Проектирование конструкций из жаростойкого бетона производят по специальным нормам.

Кислотостойкий бетон.
Под кислотостойким понимают бетон, сохраняющий длительное время заданные свойства в условиях агрессивной среды (водной и паровоздушной, содержащих кислоту). Кислотостойкие бетоны создают на основе пуццолановых или шлаковых портландцементов, жидкого стекла — в зависимости от степени агрессивности среды. Железобетонные конструкции из кислотостойкого бетона проектируют на основании специальных норм.

Полимерцементный бетон.
Под полимерцементным понимают бетон, содержащий разнообразные полимерные добавки (дивинилстирольный латекс, поливинилацетатная эмульсия) в количестве до 20% от массы цемента. Полимерце-ментные добавки существенно изменяют физико-механические свойства бетона: повышают прочность на растяжение и предельную растяжимость (в несколько раз), повышают также плотность, водонепроницаемость, коррозионную стойкость и сцепление с арматурой, понижают усадку в водопоглощение. Ползучесть полимерцементного бетона значительно выше ползучести тяжелого бетона на портландцементе. Пропаривание полимерцементного бетона не допускается, так как при повышенной влажности рост его прочности замедляется. Основной недостаток полимерцементных бетонов заключается в дефицитности и высокой стоимости полимерной добавки.

Попытки получить полимерцементный бетон известны с давних времен. Еще в Древней Руси для придания известковым растворам водостойкости применяли бычью кровь, яичные белки и свежий творог — натуральные высокополимерные вещества белкового характера. В настоящее время полимерцементный бетон применяют при устройстве разнообразных гидроизоляционных покрытий (перронов, дорог, аэродромов), полов промышленных зданий и водонепроницаемых конструкций.

Полимербетон.
Под полимерным понимают бетон, в котором цемент полностью заменен полимерными вяжущими материалами. Полимербетон по сравнению с тяжелым бетоном более прочный, обладает большей растяжимостью (в несколько раз), водонепроницаем, устойчив к коррозии. Ползучесть полимербетона в несколько раз выше ползучести тяжелого бетона. Этот и другие недостатки (высокая стоимость, малоизученность) пока не позволяют широко использовать полимербетон в несущих железобетонных конструкциях.

Самонапрягающийся бетон.
Под самонапрягающимся понимают бетон, объем которого в процессе твердения существенно увеличивается. Его изготовляют на расширяющемся цементе ВРЦ. состоящем из смеси портландского и глиноземистого цементов и гипса. В НИИЖБе разработан бетон, в котором увеличение объема происходит за счет образования гидросульфоалюмината кальция. Главное достоинство саморасширяющегося бетона заключается в способности в процессе твердения растягивать арматуру на проектную величину и таким образом создавать в ней необходимые предварительные напряжения. Сам бетон при этом получает предварительное обжатие. Саморасширяющийся бетон применяют в самонапрягающихся железобетоннных конструкциях (напорные трубы). Это благодаря отказу от натяжных механизмов упрощает технологию их производства, позволяет использовать стали с относительно невысокими прочностными показателями.

Часто многим предпринимателям, строящим здания или делающим ремонт в помещениях, бывают необходимы переносные души или туалеты. Также последние незаменимы во время проведения каких-то акций под открытым небом — во всех подобных случаях может выручить аренда туалетных кабин биологически чистого образца.

Мой блог находят по следующим фразам
• заборы из щебня
• дом железобетонный каркас
• виды опалубочных систем
• технология гидроизоляционных работ кирпичной кладки
• возведение зданий с монолитно сборными конструкциями
• чем изолировать кирпич от влаги

Самоуплотняющийся бетон

— Обзор SCC

SCC — Подножка
Время: 00:21
На этом видео показано, как SCC устанавливается в качестве опоры. Обратите внимание, как легко он течет даже по углам без сегрегации. Спасибо BASF за видео.

Самоуплотняющийся бетон (SCC) признан одним из величайших достижений в бетонной промышленности. Используя новые добавки и некоторые модификации смеси, теперь мы можем производить бетон, который легко течет без сегрегации (когда крупный заполнитель отделяется от цементного теста).Бетон, который расслаивается, теряет прочность и приводит к образованию сотовых участков рядом с опалубкой. Самоукрепляющаяся природа SCC делает его столь ценным в строительстве. SCC может принимать очень сложные формы или формы с большим количеством арматурных стержней (скопление арматуры) и при этом не оставлять пустот. В таких случаях нормальный бетон должен подвергаться сильной вибрации, чтобы удалить все захваченные пузырьки воздуха рядом с формами и арматурой и заставить бетон двигаться внутрь.

ЧТО ТАКОЕ САМОУПОРНЫЙ БЕТОН?

Давайте начнем с простого определения, а затем поднимем его на ступеньку выше.SCC — исключительно текучий бетон, который никогда не требует уплотнения для заполнения форм или текучести. Уложенный ровно, как плита, он практически самовыравнивается. Это немного похоже на комковатое тесто для блинов. Консистенция измеряется так называемым оползневым потоком, где мы измеряем ширину лужи, оставшейся после заполнения и подъема конуса оползания. Спад потока для SCC варьируется от 19 до 30 дюймов. Однако самоуплотняющийся бетон — это НЕ просто текучий бетон. Если бы это было все, мы могли бы просто использовать много воды.

ВИДЕО: SCC — NO VIBRATON
Время: 01:06
Самоуплотняющийся бетон легко течет между препятствиями, заполняя форму без вибрации. Спасибо Euclid Chemical за этот видео-сегмент.

В настоящее время принятое определение того, что делает SCC хорошим, состоит из трех частей:

  • Высокая текучесть — легко впитывается в мельчайшие детали опалубки или форм и вокруг арматуры под действием собственного веса. Это также называется работоспособностью или способностью к заполнению (что означает, что форма легко заполняется).
  • Проходимость — способность проходить через ограниченные пространства, такие как перегруженные стальные арматурные стержни или узкие места в опалубке.
  • Стабильность — это большая разница между SCC и просто мокрым, неряшливым бетоном. Стабильность подразумевает, что даже при очень сильной просадке (или оседании) бетон не расслаивается; он остается однородным и не происходит отделения заполнителя от цементного теста. На самом деле существует два вида стабильности: динамическая стабильность (это означает, что она остается стабильной во время транспортировки и размещения) и статическая стабильность (что означает, что она остается стабильной — агрегат не оседает и не истекает чрезмерно, пока он находится в формах, но еще не затвердел).

После затвердевания SCC не сильно отличается от обычного бетона. Фактически, поскольку мы используем суперпластификаторы (высокодисперсные восстановители воды) для достижения текучести и большого количества мелких частиц, мы часто можем дозировать бетон для очень низкого водоцементного отношения и получить очень высокую прочность и низкую проницаемость.

МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ САМОКОНПЛИВАЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

Эта огромная стена с сильно перегруженной арматурой была залита одним лифтом с помощью SCC. Лафарж Северная Америка

SCC и обычный бетон отличаются лишь незначительными модификациями пропорций и парой добавок.Но во многих случаях подрядчик даже не будет знать, что в смеси, а скорее укажет требуемые характеристики с точки зрения удобоукладываемости (спада потока), проходимости, устойчивости и прочности. У Lafarge даже есть название Agila для своей проприетарной смеси SCC.

Существует три типа смесей SCC:

  • с высоким содержанием порошка и высокодисперсной водоредуцирующей добавкой (HRWRA)
  • с низким содержанием порошка, HRWRA и добавка, модифицирующая вязкость (VMA)
  • умеренное содержание порошка, HRWRA и умеренная доза VMA

Порошок, упомянутый здесь, представляет собой все мелкие материалы

.

Самовосстановление бетона — Департамент структурной инженерии и строительных материалов — Университет Гента

(Дидье Снок, Ким Ван Титтельбум, Цзяньюн Ван, Арн Миньон, Жоао Фейтейра, Аделаида Гомес де Араужо, Юсуф Чагатай Эрсан, Тим Ван Муллем, Сюэцзяо Чжу, Пупут Рисдарени)

Трещины в бетоне — обычное явление из-за относительно низкой прочности на разрыв. Эти трещины ухудшают долговечность бетона, поскольку они обеспечивают легкий путь для транспортировки жидкостей и газов, потенциально содержащих вредные вещества.Если микротрещины разрастаются и достигают арматуры, это может привести к повреждению не только самого бетона, но и коррозии арматуры. Поэтому важно контролировать ширину трещины и как можно скорее залечить трещины. Поскольку затраты на обслуживание и ремонт бетонных конструкций обычно высоки, данное исследование сосредоточено на разработке самовосстанавливающегося бетона. Самозаживление трещин в бетоне продлит срок службы бетонных конструкций и сделает материал не только более прочным, но и более устойчивым.

Смотрите наш фильм: Самовосстанавливающийся бетон с помощью бактерий, встроенных в супервпитывающие полимеры

Исследованы различные механизмы заживления:

(1) Бетон имеет способность к аутогенному заживлению , поскольку в матрице присутствует негидратированный цемент. Когда вода контактирует с негидратированным цементом, происходит дальнейшая гидратация. Кроме того, растворенный CO 2 реагирует с Ca 2+ с образованием кристаллов CaCO 3 .Однако эти два механизма могут лечить только небольшие трещины. (Ким Ван Титтельбум, Дидье Снок)

Concrete and environment 16

Аутогенное исцеление

Для усиления механизма заживления в смесь добавляются микроволокна. При смешивании микроволокон с бетоном происходит множественное растрескивание. Таким образом, образуется не одна широкая трещина, а несколько мелких, которые легче закрываются за счет аутогенного заживления. (Дидье Снок)

concrete and environment 17

Множественное растрескивание

(2) Суперабсорбирующие полимеры (SAP), или гидрогели, способны поглощать большое количество жидкости (до 500 раз превышающей их собственный вес) и удерживать ее в своей структуре, не растворяясь.При возникновении трещин SAP подвергаются воздействию влажной среды и разбухают. Эта реакция набухания частично защищает трещину от проникновения потенциально вредных веществ. После набухания частицы SAP десорбируются и подают жидкость в окружающую матрицу для внутреннего отверждения, дальнейшей гидратации и осаждения CaCO 3 . Таким образом можно полностью закрыть трещины. (Didier Snoeck)
В связи с тем, что pH в бетоне падает с 12,8 до 9-10, когда возникает трещина, полезно исследовать чувствительные к pH гидрогели.Они будут набухать только в случае трещины и проникновения пресной воды. (Арн Миньон)

concrete and environment 18 concrete and environment 19 concrete and environment 20

Набухший SAP — Частичная герметизация трещин набуханием SAP

(3) Трещины можно залечить с помощью микроорганизмов, осаждающих карбонат кальция . Эти организмы внедряются в бетонную матрицу после иммобилизации на диатомитовой земле в микрокапсулах или в SAP, и начнут осаждение CaCO 3 при появлении трещины.В результате этого процесса бактериальная клетка будет покрыта слоем карбоната кальция, что приведет к заполнению трещин. (Ван Цзяньюнь)

concrete and environment 21

Споры бактерий

concrete and environment 23 concrete and environment 24 concrete and environment 25

CaCO 3 осаждение бактериями, иммобилизованными на диатомитовой земле — пенополиуретан — силикагель

(4) Одна из исследовательских программ рассматривает использование инкапсулированных полимеров для самозаживления трещин в бетоне. При появлении трещины капсулы разламываются, и содержимое высвобождается.За счет капиллярного действия средство потечет в трещину. После реакции поверхности трещин склеиваются, и трещина таким образом заживает.
В зависимости от необходимого восстановления свойств были инкапсулированы различные лечебные агенты. Чтобы снизить водопроницаемость бетона с трещинами, внутри капсул предусмотрен полиуретан. Когда восстановление силы является более важным вопросом, метилметакрилат инкапсулируется. Для конструкций, в которых важен эстетический аспект, можно инкапсулировать водоотталкивающие агенты.(Kim Van Tittelboom)
В качестве герметизирующего материала использовались хрупкие стеклянные или керамические трубки. Однако, поскольку капсулы должны выдерживать процесс смешивания в бетоне, исследования в настоящее время сосредоточены на разработке капсул с подходящими свойствами, чтобы выдерживать процесс смешивания и высвобождать заживляющий агент при появлении трещин в затвердевшей матрице. (Ким Ван Титтельбум, Аделаида Араужо)

concrete and environment 26 concrete and environment 27

Испытание на трехточечный изгиб: высвобождение заживляющего агента — Визуализация капсул и заживляющего агента с помощью томографии

В случае динамических трещин в конструкциях под действием циклической нагрузки (например,грамм. из-за дорожного движения или колебаний температуры) можно использовать инкапсулированные эластичные полимеры. В то время как трещины, залеченные с помощью CaCO 3 , снова открываются при повторной нагрузке, и в случае жестких полимеров образуются новые трещины, эластичные полимеры должны быть способны перекрывать трещины увеличивающейся ширины. Таким образом, для этого конкретного применения восстановление прочности не так важно, как эффективное заделывание трещин. Оценены адгезионные свойства и деформационная способность находящихся в эксплуатации эластичных полимерных заживляющих средств. (Жоао Фейтейра)

(5) В то время как бетон из зольной пыли и доменного шлака, кажется, уступает в отношении микроструктуры раннего возраста и развития прочности, их способность к самовосстановлению может быть намного выше, именно из-за низкой степени гидратации шлака и частицы летучей золы.После растрескивания непрореагировавшие частицы могут снова активироваться, чтобы закрыть трещину и восстановить водонепроницаемость и прочность. Была исследована пригодность различных типов щелочных активаторов (например, NaOH, КОН или силикатный раствор).

opcmortar2

Раствор OPC — вода BFS — Раствор NaOH F-A — Na-силикат

Визуализация закрытия трещины с помощью оптической микроскопии

Кроме того, прогнозы срока службы самовосстанавливающегося бетона выполняются на основе устойчивости в агрессивных средах с высокими концентрациями сульфатов и хлоридов или в случае карбонизации.(Матиас Маес, Филип ван ден Хеде)

(6) Процедуры проверки эффективности самовосстановления (Тим Ван Муллем)
Стандартные процедуры разрабатываются для того, чтобы сравнить эффективность различных подходов к самовосстановлению друг с другом. Целью этих процедур является анализ восстановления водонепроницаемости и механических свойств. Другая процедура направлена ​​на прочность самовосстанавливающегося бетона по отношению к карбонизации и проникновению хлоридов.
Также было начато исследование влияния добавки заживляющих веществ на ползучесть бетона.
Этот проект поддерживается Министерством земли, инфраструктуры и транспорта правительства Кореи.

Часть упомянутой здесь работы финансируется EU-FP7. Мы ссылаемся на веб-страницы проектов HEALCON, SHeMat, проектов CAPDESIGN и LORCENIS для получения дополнительной информации.

,

Это безумие! Самовосстанавливающийся бетон — это материал, который нужно увидеть, чтобы поверить

Бетон, который «залечивает» собственные трещины, был недавно разработан и указывает на многообещающее будущее в снижении неизбежного износа бетонных конструкций и связанных с этим высоких затрат на техническое обслуживание. Представляем самовосстанавливающийся бетон.

С тех пор, как Колизей был построен римлянами почти 2000 лет назад, бетон был основной частью нашей застроенной среды.Он появляется в зданиях, мостах, туннелях и дорогах, и в последние годы его использование резко возросло. Только за последние три года Китай использовал больше бетона, чем Соединенные Штаты в прошлом веке, с ненасытным спросом на строительство, который, похоже, не снизится где-либо в ближайшем будущем.

Вот короткое видео:

Несмотря на свои прочностные характеристики, бетон подвержен износу, при этом в процессе строительства появляются микротрещины, которые могут привести к утечкам и, в конечном итоге, к коррозии стальной арматуры.В худшем случае это может привести к краху, а миллиарды долларов ежегодно тратятся только на поддержание конкретной инфраструктуры.

Что такое самовосстанавливающийся бетон?

Self healing concrete
Самовосстанавливающийся бетон — это биобетон, созданный так же, как обычный бетон, но с добавлением дополнительного «заживляющего агента». Эти целебные бактерии остаются нетронутыми на протяжении всего процесса смешивания, но если бетон треснет и вода просочится внутрь, он растворяется и становится активным. Используемые бактерии — это самовосстанавливающийся бетон: Bacillus pseudofirmus или Sporosarcina pasteurii , оба из которых встречаются в природе в высокощелочных вулканических озерах и могут выжить до 200 лет без еды и кислорода.Эти бактерии активируются при контакте с водой, что делает их идеальным ингредиентом в самовосстанавливающемся бетоне для эффективного ремонта любых трещин, которые могут возникнуть естественным образом.

Кто и зачем это разработал?

Self healing concrete
Самовосстанавливающийся бетон был разработан микробиологом Хендриком Йонкерсом из Делфтского технологического университета в Нидерландах. Он был во многом вдохновлен естественными процессами в организме, в которых кости заживают за счет минерализации, и Джонкерс исследовал идею о том, можно ли это воспроизвести в бетоне.

Решение уникальных свойств и состояния бетона было сложным процессом, на который Йонкерс потратил три года и позволил ему стать финалистом European Inventor Award 2015. Бетон — чрезвычайно щелочной материал и обнаруживает бактерии, которые могут выжить в его сухом состоянии. каменные свойства и остаются

.

Бетон с последующим напряжением

Конструкторы используют последующее напряжение как способ усиления бетона путем предварительного напряжения. В предварительно напряженных элементах в бетон вводятся сжимающие напряжения для уменьшения растягивающих напряжений, возникающих в результате приложенных нагрузок, включая собственный вес элемента (статическая нагрузка). Сталь для предварительного напряжения, такая как пряди, стержни или проволока, используется для передачи сжимающих напряжений бетону. Предварительное натяжение — это метод предварительного напряжения, при котором арматура растягивается перед укладкой бетона, а сила предварительного напряжения в основном передается на бетон через соединение.Пост-натяжение — это метод предварительного напряжения, при котором сухожилия растягиваются после того, как бетон затвердел, и предварительное напряжение в основном передается на бетон через концевые анкерные крепления.

Объяснение пост-натяжения

В отличие от предварительного натяжения, которое может быть выполнено только на заводе по производству сборного железобетона, пост-натяжение выполняется на стройплощадке при монолитном применении. Бетонный компонент залит с помощью стальных арматурных прядей, установленных таким образом, чтобы защитить их от сцепления с бетоном.Эта практика дает проектировщикам гибкость для дальнейшей оптимизации использования материалов за счет создания более тонких бетонных элементов.

Материалы, используемые для последующего растяжения бетонных элементов, представляют собой сверхвысокопрочные стальные пряди и стержни. В горизонтальных приложениях (таких как балки, плиты, мосты и фундаменты) обычно используются пряди. Стены, колонны и другие вертикальные конструкции обычно используют стержни. Стальные пряди, используемые для последующего натяжения, обычно имеют предел прочности на разрыв 270 000 фунтов на квадратный дюйм (фунт / кв. Дюйм), имеют диаметр около 1/2 дюйма и подвергаются напряжению до 33 000 фунтов.

Преимущества

Хотя бетон силен при сжатии, он слаб при растяжении. Сталь прочна под действием силы растяжения, поэтому сочетание двух элементов приводит к созданию очень прочных бетонных компонентов. Пост-натяжение может помочь создать инновационные бетонные компоненты, которые станут тоньше, длиннее и прочнее, чем когда-либо прежде.

Многие из сегодняшних «высокоэффективных» бетонных конструкций, включая многие знаковые мосты и здания, используют тот или иной тип предварительного напряжения. В гаражах, многоэтажных жилых башнях и многих других конструкциях также используются методы пост-напряжения.

Отраслевые ресурсы

Институт пост-напряжений предоставляет множество онлайн-ресурсов для архитекторов и инженеров.

Институт железобетонной арматурной стали предлагает обширную коллекцию публикаций, в том числе справочник по арматурной стали Ready Reference.

Публикация

Примечания PCA к требованиям строительных норм ACI 318-05 для конструкционного бетона с проектными приложениями, EB705
Девятая редакция этого классического ресурса PCA отражает изменения кода, внесенные в Требования строительных норм для конструкционного бетона, ACI 318- 05.Эти примечания помогут пользователям применять положения кодекса, касающиеся проектирования и строительства бетонных конструкций.

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о