Бетон пластичный: Пластичность бетона

Содержание

Пластичность бетона


Пластичность бетона.

Что касается,  пластичности бетона обозначается она буквой «п». Подразумевает она под собой  консистенцию. Чем выше цифра пластичности, тем пластичнее смесь.

Пластичность П1 практически сухая смесь, заказывают ее как ЦПС — цементно-песчаную смесь, далее на объекте используют под свои цели, разбавляют водой. Имеет осадку от 1 до 5 см, называется жесткой.

П 2 полусухой бетон для укладки бордюров при строительстве дорог и тротуаров. Эта смесь имеет второе название «тощий бетон» или малоподвижная смесь. Транспортируется самосвалом, поскольку погрузка и выгрузка из миксера, будет затруднена, из-за густоты.

П3 самая распространенная пластичность для заказа под само слив в конструкции обычного армирования. Если  вам не требуется прокачка насосом или выгрузка гидра лотком, присоединение трубы к лотку. Осадка конуса такого бетона, 10-15 сантиметров.

П4 и П5 имеет осадку конуса 16-21 см. Применяется чаще всего, при укладке бетона автобетононасосом, подаче через трубу, гидра лоток.

При бетонировании труднодоступных конструкций, густоармированных опалубок.

Существует мнение, что бетон П4 и П5 можно применять без вибрирования.

Это не так,  и ГОСТы и СНИПы требуют применение вибратора в любом случае, иначе возникают воздушные полости внутри, потом это отражается на прочности и долговечности конструкции.

Многие строители, если их не устраивает консистенция бетона, он кажется им слишком густым, повышают пластичность при помощи добавления воды в уже готовую смесь прямо на объекте. Данное действие, в корне не правильное, изменять подвижность, можно только в заводских условиях, под четким руководством технолога, и не водой, а путем введения дополнительных добавок. Добавляя воду на объекте,  вы понижаете марку и можете допустить расслоение.

betonexpress.ru

Пластичность бетонных смесей: параметры и обозначение Статьи о ЖБИ, бетоне, растворе и спецтехнике

habavtostroy.ru

Пластичность бетона

Бетон представляет собой смесь вяжущих элементов (цемента, воды) и заполнителей. В большинстве случаев в качестве заполнителей применяются щебень и песок.

« Назад20.04.2016 05:40

Под пластичностью следует понимать способность материала, не разрушаясь, изменять свою форму и размеры при воздействии внешней нагрузки, сохраняя изменения после ее снятия. Пластичность бетонной смеси – понятие, встречающееся в строительстве, обозначающее консистенцию материала и его способность расслаиваться. Определение пластичности производится путем измерений деформации бетонного столба при встряхивании.

Пластичность бетонной смеси (П, она же подвижность) носит еще одно название — удобоукладываемостьбетона. Обозначается пластичность бетона в зависимости от типа документации. В накладных документах, которыми сопровождается продажа бетона, ставится большая русская буква П с цифровым обозначением от 1 до 5 ( П2, П3, П4, П5), в паспортах качества — осадка конуса, к примеру, от 10 см до 15 см.

Как проявляет себя удобоукладываемость на практике и что можно узнать, благодаря пластичности бетона?

Удобоукладываемость – это термин, обознчающий свойство материала, позволяющее определить:

  • степень удобства укладки бетона в форму;
  • скорость принятия смеси;
  • какой транспорт для доставки материала будет наиболее подходящим.

Простые монолитные работы выполняются с использованием бетона с удобоукладываемостью П3. В этом случае автобетоносмеситель должен иметь возможность без каких либо препятствий подъехать к опалубке, в которую производится слив бетона по лотку на самослив.

Показатели пластичности бетона для заливки сложных конструкций

Процесс заливки сложных конструкций нуждается в бетоне с пластичностью П4-П5. Такими конструкциями являются колонны, ленточные фундаменты и аналогичные узкие опалубки, которые трудно полностью заполнить бетоном. Использование смесей с высокой удобоукладываемостьюпозволяет легче и быстрее производить укладку без применения вибратора. Также бетон с пластичностью П4 или П5 прокачивается бетононасосом.

Чтобы арендовать автобетоносмеситель или другое оборудование для производства бетонных смесей, позвоните менеджеру нашей компании.

Важно знать! Ни при каких обстоятельствах не пытайтесь на объекте добавлять в бетон воду, в надежде на то, что это как-то позволит добиться повышения его пластичности. Во-первых,удобоукладываемость смеси не увеличится, во-вторых, этим вы только нарушите соотношение нужного количества воды к другим ее составляющим! Помимо этого бетон потеряет свою прочность. После разбавления водой, бетон марки м300 может опуститься до м200 или даже до м100. Процесс повышения пластичности происходит только на заводе изготовителе, где бетон разбавляется специальными химическими добавками, называемыми пластификаторами.

Очень важным параметром является пластичность бетона. Этот параметр характеризует «текучесть» бетонной смеси, и тем самым определяет область его применения.

Усадка бетона измеряется при помощи специального конуса, который имеет ширину в основании — 30 см, вверху — 10 см, и в высоту 30 см. Конус должен быть оснащен ручками по бокам и упорами снизу. Конус наполняется бетоном в три подхода по 10 см, при этом производится уплотнение. Лишний бетон срезается сверху конуса, и конус поднимается за ручки. При этом бетон начинает усаживаться и расползаться. Соответственно, чем больше усадка конуса, тем более пластична бетонная смесь.

Густой и литой бетон

Можно сделать густую смесь, но такой бетон нужно будет обязательно уплотнять во время заливки. Менее густая смесь, которая самостоятельно заполняет необходимое пространство, называется литым бетоном. Но при создании литого бетона нужно не переусердствовать с количеством воды, ведь ее избыток, ровно как и недостаток, очень плохо сказывается на бетоне — происходит расслоение смеси, нарушается образование цементного камня, бетон получается хрупким. Поэтому, если вам нужно сделать очень крепкую конструкцию, то нужно использовать именно густой бетон. В такой бетон еще желательно добавить арматуру (получится так называемый железобетон) — это значительно увеличит его прочность и срок службы.

Выбор необходимой консистенции бетона должен производиться на основе того, какая конструкция будет изготавливаться. Если это большая монолитная конструкция, в которой арматура расположена настолько редко, чтобы можно было без помех пользоваться уплотнителями, то для этих целей рекомендуется брать бетон с усадкой конуса  2-6 см. Проще говоря, существуют определенные нормы по плотности бетона для различных нужд. Например, усадка бетона под фундамент должна быть 2-3 см. А для создания густоармированных балок и тонких стен можно использовать бетон с усадкой конуса до 14 см.

Подбор заполнителей в состав бетонной смеси

Обязательное условие при использовании заполнителей — это их чистота, ведь чем больше пыли и грязи в заполнителях, тем меньшего качества получится в итоге бетон. Если вы обнаружили на щебне глину и грязь, то обязательно промойте его. Как известно, существует цемент различных марок, и для приготовления определенной марки бетона необходимо использовать соответствующий рецептуре цемент, не выше и не ниже заявленной марки. Вода для изготовления бетона как минимум должна быть чистой, различные примеси не лучшим образом скажутся на бетоне. При помощи воды можно регулировать вязкость бетонной смеси.

Для придания дополнительной пластичности бетону применяются специальные пластификаторы.

goshara.ru

От чего зависит и как определить подвижность бетона

Для простых обывателей основным качеством бетона является его прочность, которая определяется маркой смеси. А вот специалисты всегда к прочности добавляют и подвижность бетона. Этот термин основан на таком свойстве раствора, при котором бетон под действием свой массы или при небольшом воздействии (вибрация, утрамбовка) заполняют предназначенную для него форму. То есть показатель подвижности, который указан в специальной таблице, определяет удобство применения раствора. Для больших объемов строительных работ это важно.

Как определить подвижность раствора?

Для этого нет необходимости использовать лабораторное оборудование. Процесс определения достаточно прост. Понадобится специальный конус, изготовленный из листовой стали толщиною 1,5 мм.

Размеры конуса:

  • высота – 30 см;
  • большой диаметр – 30 см;
  • малый диаметр – 10 см.

Это стандартный размер. Но есть дополнения, которые определяются фракцией, используемого в растворе щебня.

Если фракция щебня не превышает 70 мм, то размеры конуса будут такими: 30×20х10 см (высота — большой диаметр — малый диаметр). Если фракция превышает 70 мм, то размеры будут такими: 45×30х15 см.

С боков фигуры припаяны две ручки для удобства проведения испытательного процесса.

Испытание

Приготовленный бетонный раствор закладывают в конус тремя слоями с широкой стороны фигуры. Внутреннюю поверхность конуса обязательно надо увлажнить. Каждый слой утрамбовывается с помощью куска арматуры. Общее количество штыковых движений должно быть 25 раз, то есть по 8-9 раз на один слой. Если используется увеличенный конус, то штыковать придется 56 раз.

Излишки смеси, которые будут выпирать, надо срезать шпателем. После чего конус переворачивается и снимается с бетона, который принял коническую форму.

В таком состоянии раствор должен немного постоять, чтобы произошла его естественная усадка. После чего замеряется высота бетонного конуса и сравнивается с высотой металлической фигуры (30 см).

Для точности определения разницы высот двух конусов, рекомендуется делать два пробных тестирования. Среднее число и есть необходимый показатель.

Виды подвижности

Если разница высот равна нулю, то бетонный раствор относится к категории жестких бетонов (обозначаются они в маркировке буквой «Ж»). Их используют очень редко. В частном домостроении не используется вообще. Работать с такими смесями очень сложно, жесткость у них высокая.

Если разница высот составляет 1-5 см – это малоподвижный раствор. Если 6-14 см – это пластичный бетон. Существует и четвертый вид, при котором разница конусов составляет более 15 см. Специалисты такие растворы называют «литая масса». Такая подвижность бетона позволяет использовать материал только в определенных условиях для специальных конструкций.

Практика показывает, что густота бетонной смеси определяет прочность заливаемой конструкции. Поэтому, выбирая тот или иной бетонный раствор по показателю подвижности, необходимо точно знать, в каких условиях будет заливаться раствор, и для каких целей предназначается несущая конструкция дома. То есть под каждый отдельный вариант заливки придется подбирать состав и по подвижности, и по жесткости.

Сводная таблица

Таблица различных показателей упрощает поиск нужных параметров или характеристик. С бетонными растворами то же самое. Существуют объединенные таблицы, в которых включены все характеристики смесей, а есть отдельные, по разным параметрам состава. Таблица снизу показывает только подвижность материала.

Подвижность Усадка конуса (см)
П1 1-5
П2 5-10
П3 10-15
П4 15-20
П5 Больше 20

Испытание вискозиметром

Такое тестирование проводят для смесей, в которых используется щебень размерами 5-40 мм. Для этого используется специальный измерительный инструмент – вискозиметр.

Инструменты

Для точности проведения опыта понадобится виброплита и конус (как и в первом случае). Готовится коническая форма бетона, которую устанавливают на виброплиту.

Затем в бетон втыкается штатив, на который надевается диск, выполняющий роль пресса. На штативе нанесены риски по длине инструмента.

Процесс измерения и учет результата

Включается секундомер одновременно с виброплитой. При этом диск под действием вибрации и своей массы начинает уплотнять бетонную форму. Как он только дойдет до определенной риски, выключается плита и секундомер, время прохождения записывается.

Показатель времени умножается на коэффициент, равный 0,45. Это стандартная величина. Полученный результат и есть жесткость или подвижность бетона. На больших строительных площадках результат каждой проверки записывается в специальный журнал.

Испытание в формах

Для этого необходимо подготовить кубическую форму из листового железа. Для растворов, где использовался щебень размерами до 70 мм, готовится куб 20×20х20 см. Где использовался щебень размерами до 20 мм, готовится куб со стороной 10 см.

Куб устанавливается на виброплиту. Затем в него помещается конической формы бетон, приготовленный по рецептуре, описанной выше. После чего включается виброплита и секундомер.

Необходимо измерить время, за которое бетонный конус развалится, заполнит все углы куба и его поверхность станет горизонтальной. Этот временной показатель умножается на 0,7. Это и есть подвижность массы.

Обозначение бетона

Маркируется показатель подвижности буквой «П» с добавлением цифрового значения от 1 до 5. То есть П1, П2… И чем выше числовой показатель, тем выше подвижность раствора. Поэтому существует определенное разделение бетона по показателю подвижности:

  • П1, П2, П3 – малоподвижные;
  • П4, П5 – с высокой подвижностью.
Малоподвижные

Первая группа в своем составе имеет большое количество песка по отношению к цементу, поэтому консистенция таких бетонов густая. Их обычно используют для сооружения монолитных конструкций. При их заливке обязательно применяют вибраторы.

Обратите внимание, что дополнительно заливать в такие бетоны воду, чтобы увеличить их текучесть, нельзя. Сразу же снижается марка, а значит, и прочность всей конструкции в целом. В данном случае увеличить текучесть можно только добавлением специальных пластификаторов.

Высокоподвижные

Бетоны из второй группы используют для заливки в опалубки, где установлен частый армокаркас, или в опалубки, в которых сложно провести утрамбовку. К примеру, это могут быть колонны или узкие, но высокие фундаменты.

Кстати, специалисты считают, что бетон П4 является оптимальным. Его не надо утрамбовывать или проводить вибрацию.

Подвижность и состав смеси

Определение подвижности бетонной смеси влияет на качество конечного результата, поэтому такое тестирование необходимо обязательно проводить. И если качество раствора (а точнее сказать, его подвижность) вас не устраивает, то можно изменить рецептуру смеси или изменить параметры и марки составляющих компонентов. То есть добавить в раствор цемент другой марки, более мелкую или крупную фракцию песка или щебня, изменить объем воды.

Цемент

При увеличении соотношения вода-цемент в сторону жидкости, подвижность бетонной смеси увеличивается. При этом прочность и жесткость состава сразу же снижается. Добавленные в цемент пластификаторы и модификаторы снижают подвижность.

Если по рецептуре увеличить объем вносимого цемента, то текучесть массы тоже увеличивается. Но при этом прочность раствора не изменяется. Все дело в том, что при таком содержании цемента увеличивается объем цементного теста. Оно заполняет собой все пространство между наполнителями и не дает соприкасаться им между собой. А это снижает силу трения, отсюда и высокая подвижность массы.

Песок и щебень

Размеры, качество поверхности и форма крупных наполнителей также влияют на текучесть бетонной смеси. К примеру, гладкая поверхность гравия (щебня) дает возможность снизить трение между его элементами. Это в свою очередь, увеличивает подвижность массы, но в итоге снижается жесткость и прочность всей конструкции. Поэтому речной гравий для бетонных растворов не используется.

Что касается песка, то на показатель подвижности он практически не влияет. Конечно, не стоит использовать песок мелкой фракции, который увеличит текучесть, но сильно снизит прочность состава.

Условия заливки

На подвижность бетонной смеси будут влиять и условия заливки. К ним в основном относится частота армирующего каркаса и форма заливаемой конструкции.

Чем чаще установлена в каркасе арматура, тем текучее раствор придется изготавливать. Это делается для удобства проведения работ. Ведь работать тем же вибратором в таких условиях будет сложно. И если в данную конструкцию заливается жесткий раствор, то есть большая вероятность, что его плотность после вибрации не будет соответствовать норме. Появятся раковины и поры, а это снижение качества.

Размеры заливаемой конструкции тоже влияют на выбор пластичности бетонной массы. И в этом случае основной причиной является удобство проведения работ. Чем больше и сложнее конструкция, тем пластичнее придется готовить бетон.

tehno-beton.ru

Новый пластичный бетон в 2 раза прочнее обычного

Ученые технологического университета Наньянг из Сингапура (Nanyang Technological University) изобрели совершенно новый тип бетона, который назвали ConFlexPave. Свойства этого продукта поражают воображение – он гораздо прочнее, чем знакомый нам классический бетон, и при этом, в отличие от него, является очень пластичным и выдерживающим большие нагрузки без деформаций и потери структуры. 

Исследователи предполагают, что из ConFlexPave удобно создавать тонкие готовые сборные плиты, которые можно быстро монтировать на месте дорожного строительства, наподобие укладки пола ламинатом. Изобретенный гибкий бетон имеет гораздо меньшую толщину, что позволяет значительно снизить вес сборных железобетонных дорожных плит. Дороги из ConFlexPave строятся в разы быстрее, ибо, по сути, гибкие плиты на месте строительства просто монтируются.

 

А в случае разбивания дорожного полотна, вам нужно просто вытащить одну из плит, и заменить ее новой. Таким образом, строительство дорог из гибкого бетона может стать быстрым и весьма недорогим способом, снижающим трудоемкость этого процесса.

Как это работает:

известный нам классический бетон состоит из цемента, воды, щебня и песка. Правильное сочетание этих ингредиентов придает бетону прочность и жесткость, но лишает его гибкости. Именно поэтому у него низкие показатели на разрыв. Традиционный бетон реагирует трещинами и разрушением на воздействие некоторых механических сил и чрезмерного веса. 

ConFlexPave в своем составе имеет дополнительные ингредиенты – в него примешивают специальные полимерные микроволокна, которые делают бетон пластичным, увеличивая его амортизационные и противоскользящие свойства. Обычный бетон принимает на себя основную нагрузку именно в том месте, где воздействует сила. А синтетические микроволокна ConFlexPave, толщина которых меньше человеческого волоса,  распределяют ее на большую площадь, тем самым автоматически уменьшая, то есть амортизируя.

В результате, изобретенный материал является в 2 раза более прочным, нежели традиционный.

Сейчас исследователи говорят, что в ближайшие 3 года они будут проводить детальные испытания его свойств, после которых надеются вывести гибкий бетон на широкий рынок. 

Бетон в Домодедово от производителя: методы определения пластичности

Основной характеристикой бетона считается его прочность. Но при выборе смеси необходимо обращать внимание и на другие свойства, в том числе на удобоукладываемость. Последняя влияет на трудозатраты, расход, качество готовых сооружений и конструкций. Купить бетон в Домодедово от производителя можно с разными значениями подвижности. Именно она определяет удобство работы с раствором.

Что такое подвижность бетона

Под подвижностью подразумевается способность смеси самостоятельно растекаться по форме. Этот процесс может осуществляться под собственным весом раствора или при незначительном воздействии вибраций.

Бетонные составы классифицируются на три группы – подвижные, жесткие или сверхжесткие. Текучесть определяется в процессе испытательных мероприятий методом конуса Абрамса. Смесь заливается в заготовку из листовой стали конусообразной формы определенных размеров. Заполнение выполняется в три этапа с уплотнением. Излишек срезается, после снятия конуса измеряется осадка.

В маркировке подвижность обозначается буквой «П» и цифрой. Малоподвижные смеси – П1, текучие – П5. Жесткие бетоны тестируются вискозиметром. Их заливка в конус невозможна.

Что влияет на подвижность бетона

Покупая бетон в Домодедово с доставкой , клиент получает также пакет сопроводительной документации, в которой указываются все характеристики смеси. Компания «Semix Beton» имеет собственную лабораторию, где заранее проверяются все параметры на соответствие заявленным. Подвижность может регулироваться, но в рамках ГОСТов. Она зависит от нескольких факторов, в том числе от:

  • пропорций воды и связующего вещества;
  • типа применяемого цемента;
  • фракции и вида наполнителя;
  • присутствия посторонних примесей в песке;
  • применяемых добавок.

Сегодня, чтобы увеличить удобоукладываемость бетона, производители вводят в состав смесей специальные добавки. Это позволяет отказаться от повышения объема воды, снижающей прочность. Пластификаторы могут иметь в составе хлористые соли, ПВА-МБ, электролиты, прочие вещества. Их использование также дает возможность сэкономить цемент, обеспечить лучшую смешиваемость, предупредить вероятность расслоения, увеличить продолжительность процесса твердения, повысить качество заполнения формы. Некоторые добавки повышают качество сцепления бетона с арматурой. Они дозируются в соответствии с регламентированными нормами.


Уплотнение и транспортировка бетона

Уплотнение и транспортировка бетона

 

Приготовленную бетонную смесь доставляют к месту укладки на автосамосвале или автобетоносмесителях. Неправильно выбранное средство перевозки может снизить качество бетонной смеси, поскольку от тряски она расслаивается. Применять такой бетон опасно, так как дефекты в конструкциях могут проявиться неожиданно через определенный промежуток времени.

Наиболее прогрессивный способ транспортировки смеси — применение специальных автобетоносмесителях, так называемых миксеров. Бетон подается бетононасосами через рукава, подвешенные к поворотным укосинам. К сожалению, бетон, перевозимый бетоновозами, тоже можно испортить, например добавляя в него воду. Давно известно, что пластичный бетон легче укладывать в опалубку, чем жесткий, поэтому часто бетон разводят
водой
. Излишек ее изменяет первоначальное водоцементное отношение, что в значительной степени снижает прочность смеси. В смеситель бетоновоза вода попадает двумя путями: во-первых, после выгрузки материала смесительный барабан промывают водой, часть которой остается внутри; во-вторых, после загрузки компонентов обмывают загрузочное отверстие смесителя (грязный автомобиль не выпустят на маршрут) и вода может попасть в барабан смесителя. В результате прочность бетона снижается.


Следующий важнейший этап работы — укладка бетона в опалубку, его уплотнение для получения плотной и прочной конструкции. Уплотнение бетона можно выполнять трамбованием, штыкованием или вибрированием. Трамбованием уплотняют жесткий бетон, вибрированием — более пластичный, штыкование применяют для текучего или пластичного бетона. По данным зарубежных литературных источников, прочность бетона зависит от квалификации бетонщика, который работает с вибратором или другим инструментом для уплотнения. Суть уплотнения бетонной смеси состоит в том, чтобы как можно лучше вытеснить из нее лишний воздух. Бетон должен идеально заполнять место в опалубке, тесно примыкать к арматуре.


Наиболее частой ошибкой является укладка бетона, когда он уже начал схватываться или даже схватился. Такая опасность возникает, как правило, при использовании товарного бетона заводского приготовления: привезенный утром бетон в объеме 3-4 м3 медленно, с помощью тачек укладывают в течение дня, а иногда, заботливо укрыв, оставляют на следующее утро. Уложенный таким образом бетон будет иметь низкую прочность, не защищает арматуру от коррозии, и рано или поздно это приводит к образованию трещин или обрушениям. Ошибка состоит в том, что во время укладки не учитывают времени схватывания цемента, не определяют зависящее от него время укладки бетона. Это время следует отсчитывать от начала перемешивания цемента с водой. В зависимости от погодных условий и температуры оно составляет 1-2 ч, но ни в коем случае не половину и не целый день. Исправить такую ошибку можно лишь полной заменой бетонной смеси, которую следует быстро уложить с учетом сказанного выше.


Уплотнение бетона вручную возможно только при строительстве второстепенных, в основном без арматурных конструкций при незначительных объемах бетонных работ. Ручная трамбовка представляет собой металлический инструмент с деревянной рукоятью, с плоской площадкой снизу, массой 10-20 кг. Трамбовку свободно опускают на бетон с высоты около 25 см так, чтобы следующим ударом перекрывать примерно половину следа от предыдущего удара. Трамбование необходимо продолжать до тех пор, пока не станет видно, что бетон уплотнился и на поверхности его не появился цементный раствор. Деревянными трамбовками удары приходится наносить с большой силой, поэтому применяют их редко. Допускают ошибку, намереваясь уплотнить трамбовкой слой бетона толщиной 30-40 см. Этим способом можно удовлетворительно уплотнить бетон толщиной 10-20 см.


Бетонная смесь средней пластичности непригодна для уплотнения трамбованием, поскольку из-за ее «резиноподобной» упругости эффекта уплотнения достичь не удается. Такую смесь толщиной не более 20-30 см следует уплотнять штыкованием с помощью металлического стержня массой 2-4 кг, которым равномерно «прокалывают» бетон. Наибольший эффект уплотнения достигается с помощью вибраторов — электрических машин, способных создавать частые колебания. Под действием колебаний компоненты бетона уплотняются, воздух в виде пузырьков выходит из смеси наружу. В строительной индустрии распространен погружной вибратор, который сообщает свою колебательную энергию непосредственно бетону, поэтому он экономичен в работе. Наиболее распространенная ошибка при пользовании погружным вибратором — соприкосновение и прижим его к арматурному каркасу для передачи вибрации глубинным слоям, поскольку через частую сетку арматуры колебания не передаются нижним слоям железобетона. Под действием вибрации вокруг прутьев арматуры образуется слой слабого раствора, который ухудшает совместную работу бетона и арматуры. Такой же низкий по прочности бетон получают и тогда, когда вынимают из уплотняемой смеси вибратор, оставляя отверстие. Правда, при погружении вибратора рядом с этим участком отверстия заполняются раствором, но равномерного уплотнения получить нельзя, поскольку бетон не достигает расчетной прочности.


Бетоном, приготовленным на заводах и бетоносмесительных узлах, удовлетворяется большая часть потребности строительных объектов. Индивидуальный застройщик в основном лишь укладывает бетон, поэтому он имеет слабое представление о его составе и свойствах. При строительстве хозяйственным способом могут применить технологию укладки, которая может нанести непоправимый вред конструкциям. Так, специальный бетон, изготовляемый на основе одной мелкой фракции заполнителя, заливают в опалубку без последующего уплотнения. Если его подвергнуть вибрированию, то качество резко ухудшится, особенно ухудшится его теплоизоляция вследствие удаления воздуха из смеси.


Обычный бетон необходимо уплотнять даже в том случае, если он имеет пластичную консистенцию, поскольку оставшийся в нем воздух не позволит набрать достаточную прочность. Приведенные примеры обращают внимание на снижение проектной прочности бетона как на результат ошибок при производстве строительных работ.

Добавки в бетон для повышения пластичности, прочности, морозостойкости

Бетон являются одним из самых долговечных и прочных материалов, но его обычные характеристики не всегда соответствуют условиям строительства и требованиям, предъявляемым к некоторым конструкциям. Для получения нужных свойств применяют специальные добавки в бетон, представляющие собой различные химические соединения. С их помощью удается решать такие задачи, как проведение бетонных работ при отрицательных температурах, придание бетонной смеси высокой пластичности, повышение прочности готовых конструкций и их устойчивости к атмосферным воздействиям.

Благодаря особым добавкам стало возможным проведение бетонных работ в зимнее времяИсточник caretta.org

В каких случаях нужны добавки

В зависимости от места и условий эксплуатации бетонные конструкции должны соответствовать определенным требованиям. Одни – выдерживать огромные нагрузки, другие – не разрушаться от постоянного контакта с водой, третьи – быть устойчивыми к истиранию и т.д. Придать им нужные свойства помогают добавки для бетона. Их применяют в самых разных случаях:

  • при строительстве монолитных сооружений;
  • при устройстве полов и покрытий с высокой несущей способностью;
  • при создании тонкостенных или густоармированных конструкций;
  • при возведении гидротехнических сооружений;
  • при изготовлении таких мелкоштучных изделий, как стеновые и облицовочные блоки, тротуарная плитка, брусчатка, бордюры;
  • при проведении работ при отрицательных температурах или в сильную жару.
Тротуарная плитка должна выдерживать механические и температурные нагрузки, быть устойчивой к истиранию и воздействию водыИсточник wixstatic.com

Кроме того, добавки в бетон для повышения прочности, удобоукладываемости или подвижности применяют для приготовления ремонтных и штукатурных растворов, растворов на пористых или нестандартных заполнителях.

Классификация добавок

Среди выпускаемых присадок есть как средства, влияющие на изменение только одного или двух свойств бетона, так и комплексные многофункциональные добавки. Выделяют несколько основных групп.

  • Пластифицирующие – улучшают подвижность и пластичность бетонного раствора, снижают норму цемента для его приготовления, уменьшают риск образования усадочных трещин.
  • Ускоряющие твердение – применяется такая добавка в бетон для прочности и уменьшения времени, необходимого для её набора.
  • Водоредуцирующие – позволяют уменьшить количество воды для приготовления бетонной смеси и обеспечить ей повышенную плотность и морозостойкость.
  • Противоморозные – поддерживают в бетонном растворе нормальные реакции, необходимые для твердения, при минусовой температуре.
  • Регулирующие подвижность – сохраняют текучесть и пластичность бетона при длительной транспортировке или укладке в жаркую погоду.
При перевозке на дальние расстояния бетон не должен потерять свои свойстваИсточник ru-beton.ru
  • Модифицирующие – влияющие сразу на несколько характеристик.

Характеристики и применение разных добавок

Чтобы решить, что добавить в бетон для прочности, гидрофобности или ускоренного твердения, нужно разобраться в разнообразии добавок.

Пластификаторы

Цель применения пластифицирующих добавок – улучшение растекаемости и подвижности свежего раствора за счет разжижения смеси без увеличения объема воды. Дополнительными плюсами являются повышение плотности, прочности и однородности бетона, получение качественной гладкой поверхности, снижение трудозатрат при заливке.

В магазинах можно встретить такие присадки в бетон под названием «Пластификатор» и «Суперпластификатор». Применение суперпластификаторов позволяет получать смеси с более высокой подвижностью и показателями текучести, в 6-7 раз превышающими обычные. В их состав часто вводятся вещества для интенсивного набора прочности.

Суперпластификатор для бетонаИсточник virashop.ru
Это важно! Пластифицирующие добавки вводят в бетонную смесь в строгом соответствии с рекомендуемыми дозировками, чтобы не допустить сползание раствора.

Применение таких добавок актуально для изготовления:

  • монолитных густоармированных сооружений;
  • бетонных промышленных покрытий и стяжек с высокими нагрузками;
  • железобетонных изделий – стеновых панелей, плит перекрытий и т.п.;
  • штучных изделий из пескобетона;
  • ремонтных и кладочных растворов.

Ускорители твердения

Часто для сокращения времени строительства приходится решать, как увеличить прочность бетона, не дожидаясь прохождения стандартных 28 дней для продолжения работы. Известно, что марочную прочность обычный бетон набирает именно за этот период, в течение которого его нельзя нагружать. Столь длительные технологические паузы в работе невыгодны ни заказчикам, ни подрядчикам.

Необходимость в сокращении скорости твердения возникает при заливке стяжек, фундаментов, монолитных стен и перекрытий, изготовлении тротуарной плитки и шлакоблоков, кирпичной кладке на цементный раствор и во многих других случаях.

Ускорители в виде порошка и водного раствораИсточник beton-house.com

Действие этой присадки в бетон для прочности заключается в активизации химических реакций гидратации цемента. Её введение позволяет:

  • увеличить первичную (распалубочную) прочность бетона на 20-40%;
  • увеличить его марочную прочность на 10-20%;
  • повысить подвижность смеси;
  • продлить срок службы бетонных конструкций.

Некоторые добавки этой группы сокращают время, необходимое для набора марочной прочности, до 7-10 дней, позволяя гораздо раньше, чем в обычной ситуации, продолжать строительные и монтажные работы.

В этом видео рассказывается о популярном ускорителе твердения бетонаCemFix:


Для чего нужен пластификатор для бетона, где он применяется, каких видов бывает

Противоморозные добавки

В наших климатических условиях прерывать работу на полгода при наступлении холодного сезона слишком накладно для бюджета. Но при бетонировании при минусовых температурах твердение цементного камня нарушается: замерзающая вода вызывает внутренние напряжения, цемент плохо связывается с наполнителем и арматурой, происходит её коррозия. Все это негативно влияет на прочность конструкций.

Противоморозные химические добавки в бетон уменьшают влияние отрицательных температур на происходящие в нем процессы и сохраняют свойства готовых изделий.

Добавка для зимнего бетонированияИсточник stroidvor.ru
Это важно! Всегда обращайте внимание на минимальную температуру, рекомендованную производителями добавок. Ни одна из них не работает при морозе ниже минус 20-25 градусов, а действие некоторых ограничивается 5-10 градусами ниже нуля. Если мороз ударил после завершения укладки бетона, но до окончания его твердения, необходимо применять искусственный обогрев конструкций.

Гидрофобизирующие добавки

Большинство бетонных сооружений «работают» в условиях высокой влажности – под открытым небом, под землей или даже в воде. Чем менее проницаемыми они будут для воды, тем дольше прослужат без потери требуемой прочности. Увеличить плотность и уменьшить пористость материала помогают гидрофобизирующие присадки для бетона.

Их применение необходимо при:

  • стяжке полов в сырых и влажных помещениях;
  • бетонировании подвалов, погребов;
  • заливке фундаментов;
  • изготовлении бетонных чаш для бассейнов и других конструкций, контактирующих с водой;
  • устройстве отмосток, дорожек, парковочных покрытий и т.д.

Посмотрите видеоролик с тестированием тротуарной плитки, изготовленной с гидрофобной добавкой и без неё:

Другие добавки

Добавки в цемент могут иметь и другое назначение, иметь специальное либо комплексное действие.

  • Антикоррозийные присадки придают бетону устойчивость к воздействию кислот и труднорастворимых соединений, защищают от ржавления арматуру и элементы съемной и несъемной опалубки, другие соприкасающиеся с бетоном металлические элементы конструкций.
  • Добавки, улучшающие самоуплотняемость бетона, позволяют создавать тонкостенные изделия и конструкции с большим количеством армирующих элементов.
  • Воздухововлекающие присадки замедляют испарение влаги из формовочных изделий, стимулируя полную гидратацию цемента.
  • Многофункциональные химические добавки для бетона обладают комплексным действием и улучшают сразу несколько его характеристик.
Комплексная гидроизоляционная добавкаИсточник promindex.ru
Как правильно выбрать пластифицирующие добавки для цементных растворов

Также к добавкам можно отнести пигменты для придания нужного оттенка бетонным изделиям в массе. Если же не ограничиваться только химическими соединениями и отнести к добавкам различные нестандартные наполнители, то в список можно включить и фиброволокно. Это добавка к бетону для прочности в виде тонких синтетических, минеральных или металлических волокон, дополняющая или заменяющая собой арматуру.

Как и все прочие строительные материалы и смеси, присадки для бетона должны правильно храниться, чтобы не потерять своих свойств. Эти правила во многом зависят от агрегатного состояния вещества.

В этом видео содержится вся нужная информация об условиях хранения добавок:

Как изменить свойства бетона с помощью подручных средств

Об улучшении прочности и долговечности твердеющих строительных смесей люди задумывались всегда. Есть сведения, что в старину кладочные и штукатурные растворы замешивали на куриных яйцах, которые делали их более плотными, пластичными и прочными. Так ли это, утверждать трудно, да и вряд ли современные застройщики пойдут на такие расходы.

Однако многие мастера считают, что добавить в цемент для прочности и пластичности можно не специальную химию, а бытовые моющие средства. Расходов меньше, а результат тот же. В качестве домашних пластификаторов используют средства для мытья посуды, жидкое мыло или растворенный в воде стиральный порошок.

Фейри – самый популярный домашний пластификаторИсточник setam.net.ua

О том, что соль не дает воде замерзать, знают все. И применяют это знание при замешивании бетона зимой, увеличивая его морозостойкость с помощью обычной поваренной соли. Здесь главное не переборщить и не добавлять её больше, чем 2% от объема сухой смеси.


Клей ПВА или жидкое стекло: что и зачем добавляют в цементный раствор

Коротко о главном

Бетон может иметь разные характеристики в зависимости от марки цемента, пропорций входящих в его состав компонентов, правильности приготовления, условий созревания. Эти характеристики можно изменять по своему усмотрению, если знать, что существуют специальные присадки для бетона: для прочности, для увеличения пластичности и скорости твердения, для стойкости к воздействию воды и низких температур. Введение в раствор небольшого количества этих веществ позволяет упростить бетонные работы и увеличить долговечность зданий, сооружений и изделий из бетона.

Статьи по ключевому слову «%d0%b1%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%bd;%20%d0%b8%d0%b4%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%b8%d1%84%d0%b8%d0%ba%d0%b0%d1%86%d0%b8%d1%8f%20%d0%bf%d0%b0%d1%80%d0%b0%d0%bc%d0%b5%d1%82%d1%80%d0%be%d0%b2%20%d0%bc%d0%b0%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%b8%d0%b0%d0%bb%d0%b0;%20%d1%83%d0%bf%d1%80%d1%83%d0%b3%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c;%20%d0%bf%d0%bb%d0%b0%d1%81%d1%82%d0%b8%d1%87%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c;%20%d0%bf%d0%be%d0%b2%d1%80%d0%b5%d0%b6%d0%b4%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5;%20%d1%8d%d0%ba%d1%81%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b8%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d1%82;%20%d0%ba%d0%be%d0%bd%d0%b5%d1%87%d0%bd%d0%be-%d1%8d%d0%bb%d0%b5%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%bd%d0%be%d0%b5%20%d0%bc%d0%be%d0%b4%d0%b5%d0%bb%d0%b8%d1%80%d0%be%d0%b2%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d0%b5»

График выхода журналов

  • №2 Апрель 2022

  • №3 Май 2022

  • №4 Июль 2022

Статьи по ключевому слову «%d0%b1%d0%b5%d1%82%d0%be%d0%bd;%20%d0%b8%d0%b4%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%b8%d1%84%d0%b8%d0%ba%d0%b0%d1%86%d0%b8%d1%8f%20%d0%bf%d0%b0%d1%80%d0%b0%d0%bc%d0%b5%d1%82%d1%80%d0%be%d0%b2%20%d0%bc%d0%b0%d1%82%d0%b5%d1%80%d0%b8%d0%b0%d0%bb%d0%b0;%20%d1%83%d0%bf%d1%80%d1%83%d0%b3%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c;%20%d0%bf%d0%bb%d0%b0%d1%81%d1%82%d0%b8%d1%87%d0%bd%d0%be%d1%81%d1%82%d1%8c;%20%d0%bf%d0%be%d0%b2%d1%80%d0%b5%d0%b6%d0%b4%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5;%20%d1%8d%d0%ba%d1%81%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b8%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d1%82;%20%d0%ba%d0%be%d0%bd%d0%b5%d1%87%d0%bd%d0%be-%d1%8d%d0%bb%d0%b5%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d1%82%d0%bd%d0%be%d0%b5%20%d0%bc%d0%be%d0%b4%d0%b5%d0%bb%d0%b8%d1%80%d0%be%d0%b2%d0%b0%d0%bd%d0%b8%d0%b5»

Бетон, который гнется и сам заращивает трещины: реальность или фантастика? | Новгородский строитель

Бетон, который восстанавливается сам по себе, «залечивая» появившиеся трещины, и при этом способен гнуться – не сказка ли? Ведь это материал статичный, тяжелый, прочный, но не способный изгибаться и деформироваться без разрушения! Однако самовосстанавливающийся пластичный бетон все же изобретен.

Изобретатель пластичного бетона с только что проверенной под нагрузкой пластиной нового материала

Изобретатель пластичного бетона с только что проверенной под нагрузкой пластиной нового материала

Каким же образом удалось настолько сильно изменить свойства бетонного камня? К нему добавили специальные пластификаторы, полимерные микроволокна. Их толщина меньше, чем у волоса человека, но за счет высокой прочности и большого процентного содержания они скрепляют частицы отвердевшего бетона, не давая ему рассыпаться и трескаться. Фактически волокна распределяют воздействие по всей плите, не нагружая один конкретный участок, на который направлено напряжение или ударное воздействие. По своим свойствам теперь бетонный камень с микроволокнами приближается к металлу, он также обладает способностью к пластической деформации без разрушения (до определенного предела). Однако, однажды прогнувшись, вернуться к прежней форме бетонный блок не может.

Испытания пластин обычного и пластичного бетона

Испытания пластин обычного и пластичного бетона

Материал получил название ConFlexPave. Его разработкой занимаются ученые из Сингапурского Инновационного центра промышленной инфраструктуры. Группа под руководством профессора NTU Ян Эн-Хуа считает, что оптимальный вариант применения новой разновидности бетона – дорожное покрытие, создание взлетно-посадочных полос аэродромов, строительство жилых и общественных зданий.

Что касается способности бетона к восстановлению, то такую разновидность материала разработали ученые из Нидерландов. Они ввели в состав бетонной смеси воднорастворимые капсулы с особыми бактериями, способными жить и размножаться в щелочной среде. Как только в бетоне возникает трещина и в нее попадает вода, капсулы разрушаются и бактерии выходят из анабиоза. Питательной средой для бацилл рода палочковидных стал лактат кальция (кальциевая соль молочной кислоты, известная под названием Е327). Продукт их жизнедеятельности – известковая смесь, отлично заполняющая микротрещины и пустоты в бетоне. После того, как питательная среда заканчивается, бактерии умирают, прекращая выработку известки.

Результат деятельности бацилл — от момента появления трещины и активизации бактерий до заращивания трещины известковыми отложениями

Результат деятельности бацилл — от момента появления трещины и активизации бактерий до заращивания трещины известковыми отложениями

Поскольку именно микроповреждения бетона являются наиболее сложными в плане заделки и сильнее всего способствуют процессу разрушения материала, такие включения – великолепное решение. Минус у него, кроме сложности технологии производства добавок, только один – цена. Самовосстанавливающийся бетон почти в три раза дороже обычного.

Именно так выглядит самовосстанавливающийся бетон в разрезе. Темные пятна — это капсулы с бактериями

Именно так выглядит самовосстанавливающийся бетон в разрезе. Темные пятна — это капсулы с бактериями

Строительные кирпичи из отходов свалки

Недавний выпускник RPI Masters of Architecture Генри Миллер разработал способ повторного использования отходов пластика в качестве заполнителя в цементе, минуя энергоемкий процесс переработки пластика. Измельча пластик, собранный на свалках, и смешав его с портландцементом, Миллер смог создать материал, столь же прочный, как и традиционный бетон, изготовленный из добытого заполнителя. Оригинальное решение принесло Миллеру первое место в «Категории компонентов» второго ежегодного конкурса «Конкретное мышление для устойчивого мира».

Продолжить чтение ниже

Наши избранные видео

Использование переработанных материалов сейчас так горячо, но использование их в качестве заполнителя горячее, чем Гензель в черной рубашке в летнее воскресенье. Живя в Олбани, Миллер видел, как многие районы сокращают свои программы по переработке пластика в пользу более дешевого (теперь) решения свалок, и заметил поразительное количество заброшенных участков, которые просто заброшены. Идея Миллера: почему бы не использовать пластиковые отходы в качестве заполнителя в бетоне и создать более разумный продукт.Смешав измельченный пластик с цементом и землей, извлеченной из заброшенных месторождений, Миллер смог создать материал, столь же прочный, как и обычный бетон.

В конкурсе «Конкретное мышление для устойчивого мира» студентам предлагалось только концептуализировать дизайн, но Миллера не удовлетворила простая идея. Он фактически использовал свой пластиковый бетон, чтобы построить экран и стену. При этом он показал, что его идеи были жизнеспособной альтернативой статус-кво и что нет оправдания тому, чтобы просто подчиняться.

Описывая свой проект, Генри Луис Миллер утверждает: «Переработка пластика — сложный, энергоемкий процесс, в результате которого получается продукт, который хуже исходного материала. Я исследовал возможность использования гранулированных отходов пластмассы в качестве заполнителя в бетоне. В этом применении, в отличие от пластмасс, которые можно смешивать универсально без каких-либо побочных эффектов, повторная амальгамация под воздействием тепла не требуется, и мои первые результаты испытаний показывают, что полученный продукт так же прочен, как и обычные бетонные смеси (от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм.) В результате использования пластика, а не обычного заполнителя, нет необходимости в добыче нового материала, который будет служить заполнителем».

Спасибо!

Следите за нашим еженедельным информационным бюллетенем.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Будьте в курсе последних мировых новостей и проектов, создающих лучшее будущее.

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ

+ Конкретное мышление для устойчивого мирового конкурса

+ Мастера архитектуры RPI

Исследователи нашли потенциальное применение переработанному пластику в бетоне

Инженерный факультет Адриенн Филлипс, Сесили Райан и Челси Хеверан (слева направо) вместе с докторантом Сетом Кейном и старшим Майклом Эспиналом демонстрируют в своей лаборатории образцы, связанные с недавним исследованием переработки обработанного микроорганизмами пластика в бетон.Предоставлено: Адриан Санчес-Гонсалес.

Каждый день выбрасываются миллионы тонн пластика, и для большей его части существует мало вариантов традиционной переработки. Но вскоре этот материал может найти новое и полезное применение благодаря микробам, которые используют ученые Университета штата Монтана.

В ходе недавнего исследования исследователи из Инженерного колледжа Норма Асбьорнсона МГУ обнаружили, что пластик, обработанный определенными бактериями, можно добавлять в бетон в значительных количествах без ущерба для прочности конструкционного материала.Исследование было опубликовано в журнале Materials .

«Это действительно захватывающе», — сказала соавтор исследования Сесили Райан, доцент кафедры машиностроения и промышленной инженерии. «Эти первоначальные результаты очень обнадеживают, поскольку мы рассматриваем потенциальные приложения».

Как правило, добавление пластика или другого наполнителя разрушает смесь песка, заполнителя и цемента, которая придает бетону — наиболее широко используемому в мире строительному материалу — способность связываться вместе и выдерживать большие нагрузки.Но команда МГУ обнаружила, что использование бактерий для покрытия пластика тонким минеральным слоем позволяет ему лучше связываться с цементом. Согласно исследованию, образцы бетона, содержащие до 5% обработанного бактериями пластика, имели практически такую ​​же прочность, как и традиционный бетон.

«Эти 5% — действительно большое увеличение по сравнению с тем, что было допустимо до сих пор», — сказала Челси Хеверан, доцент кафедры машиностроения и промышленной инженерии. «Мы были удивлены тем, насколько сильным был эффект.»

Поскольку бетон используется так широко и в таких больших объемах, замена даже 5% может привести к массовому повторному использованию пластика, отмечает Хеверан. По ее словам, поскольку производство бетона очень энергоемко, пластиковый наполнитель может значительно сократить выбросы углекислого газа. По данным Агентства по охране окружающей среды США, производство бетона является одним из крупнейших промышленных источников газа, изменяющего климат, в стране.

В Центре инженерии биопленок МГУ исследователи погрузили пластик в раствор на водной основе, содержащий безвредные бактерии Sporosarcina pasteurii, которые растут на поверхностях, образуя так называемую биопленку.Микробы, оставленные в растворе на 24-48 часов, потребляли добавленный кальций и мочевину — вещество на основе азота, широко используемое в удобрениях, — чтобы придать пластику тонкий белый слой кальцита, твердого минерала, из которого состоит известняк. Затем пластик смешивали с небольшими бетонными цилиндрами, которые дробили с помощью специального оборудования для измерения их прочности.

Хотя исследователи начали с чипованного No.Пластик № 1, обычно встречающийся в одноразовых бутылках для воды, после первоначального успеха они достигли аналогичного результата со смесью пластика № 3–7, который используется в различных контейнерах, но не принимается на большинстве предприятий по переработке.

«Очень интересно, что мы получили такой результат со смесью пластиков, которые обычно не подлежат вторичной переработке», — сказала Эдриэнн Филлипс, доцент кафедры гражданского строительства, которая использовала те же минералообразующие бактерии для герметизации крошечных твердых материалов. -для достижения трещин глубоко под землей в негерметичных нефтяных и газовых скважинах.

Следующим шагом является изучение долгосрочной долговечности материала, а также возможности масштабирования процесса, чтобы материал можно было производить в пригодных для использования количествах, сказал Филлипс. Исследователи объединились с Фрэнком Керинсом, доцентом Колледжа бизнеса и предпринимательства Джейка Джабса, чтобы начать изучение коммерческих приложений.

Исследование возникло в результате исследования, проведенного летом 2019 года, когда два учителя средней школы, Кендра Ландей из Capital High School в Хелене и Хакан Армаган из Омахи, штат Небраска, посетили МГУ в рамках программы Национального научного фонда «Исследовательский опыт для учителей».Дуэт протестировал различные наполнители для бетона, в том числе солому и другую сельскохозяйственную биомассу.

Армаган и Ландей внесли основной вклад в исследование, которое также «в значительной степени проводилось талантливыми студентами», сказал Хеверан. Помимо двух учителей средней школы, соавторами статьи являются ученый Макнейра Майкл Эспиналь, старший специалист по машиностроению; докторант технических наук Сет Кейн; и Эбби Тейн, заведующая лабораторией Центра биопленочной инженерии.

«Что особенного в этом проекте, — сказал Хеверан, — так это то, что мы используем микроорганизмы, чтобы внести небольшое изменение в обычный материал, но это может принести большую пользу обществу».


Команда превращает золу пиролиза в графен для улучшения качества бетона и других соединений
Дополнительная информация: Сет Кейн и др., Биоминерализация пластиковых отходов для повышения прочности цементного раствора, армированного пластиком, Materials (2021).DOI: 10.3390/ma14081949 Предоставлено Университет штата Монтана

Цитата : Исследователи находят потенциальное применение переработанному пластику в бетоне (2021, 26 мая) получено 9 марта 2022 г. с https://физ.org/news/2021-05-potential-recycled-plastic-concrete.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Как замена песка пластиком в бетоне решает проблемы

Исследователи из Университета Бата и инженерного колледжа Гоа в Индии успешно продемонстрировали, что замена всего лишь 10 процентов песка в бетоне пластиковыми отходами может помочь сократить количество пластиковых отходов на улицах Индии и решить проблему нехватки песка в стране, The Construction Индексные отчеты.

В журнале Construction & Building Materials было опубликовано исследование, демонстрирующее, как команда исследовала различные типы пластика, чтобы выяснить, можно ли их измельчить и использовать в качестве замены песка.

Исследователи протестировали пять типов пластиковых частиц, включая переработанные пластиковые бутылки и переработанные пластиковые пакеты. Они обнаружили, что замена песка пластиковыми бутылками, измельченными до частиц одинакового размера и формы, привела к получению бетона , который был почти таким же прочным, как обычные бетонные смеси, и мог сэкономить 820 миллионов тонн песка в год и сократить количество пластиковых отходов.

«Обычно, когда вы помещаете в бетон инертный искусственный материал, такой как пластик, вы теряете немного прочности, потому что пластик не связывается с цементным тестом в материале так, как частицы песка. », — сказал Джон Орр, главный исследователь и преподаватель Кембриджского университета, завершивший исследование, сообщает информационное агентство. «Основная задача здесь заключалась в том, чтобы установить предел между небольшим снижением прочности, которого мы добились, и использованием соответствующего количества пластика, чтобы сделать это стоящим.Это действительно жизнеспособный материал для использования в некоторых областях строительства , который может помочь нам решить проблемы, связанные с невозможностью переработки пластика и удовлетворением спроса на песок».

«Характеристики отходов, добавляемых в бетон, такие как тип пластика, размер и форма частиц, могут влиять на конечные свойства бетона», — сказал Ричард Болл, один из исследователей из Университета Департамент архитектуры и гражданского строительства Бата, сообщает информационное агентство.«Даже когда снижение производительности запрещает структурные применения, более низкотехнологичное использование, такое как тротуарная плитка, может быть жизнеспособным».

Исследование финансировалось Британским советом в рамках программы UK India Education & Research Initiative. Помимо Орра и Болла, в исследовательскую группу входили Джеймс Торникрофт (Университет Бата) и профессор Пурнананд Савоикар (Инженерный колледж Гоа).

 

Исследование

в Великобритании показывает, что пластиковые отходы могут заменить песок в бетоне The Engineer

Исследования, проведенные в Университете Бата, показали, что часть песка, используемого в бетоне, можно заменить пластиковыми отходами, что может привести к более экологичному строительству.

Исследование, проведенное в сотрудничестве с Индийским инженерным колледжем Гоа, было вызвано быстро развивающимся строительным сектором Индии и нехваткой песка, с которой страна сталкивается в результате. По оценкам, ежегодно в мире производится более 20 миллиардов тонн бетона, что делает его вторым наиболее потребляемым веществом в мире после пресной воды. Песок обычно составляет 30 процентов любой бетонной смеси. По оценкам ученых из Бата, заменив 10% этого песка мелко измельченными пластиковыми частицами, можно было бы сэкономить более 800 миллионов тонн песка.

Исследование, опубликованное в журнале Construction and Building Materials , изучало влияние пяти мелкозернистых пластиков на структурную прочность бетонных труб и цилиндров. Было обнаружено, что частицы ПЭТ размером с песок из переработанных пластиковых бутылок обеспечивают наилучшие результаты, достигая целевой прочности на сжатие 54 МПа, аналогичной прочности конструкционного бетона.

«Исследования были сосредоточены на добавлении достаточного количества пластика, чтобы сделать добавки целесообразными с точки зрения использования отходов, но в то же время не настолько сильно, чтобы снизить прочность бетона до такой степени, что он станет слишком слабым для структурные приложения», — сказал д-р Ричард Болл из отдела архитектуры и гражданского строительства Бата The Engineer .«Добавление пластика на 10 процентов по объему может ежегодно экономить 820 миллионов тонн песка, который не используется в бетонных смесях».

«Такие свойства, как тип пластика, размер и форма частиц, будут влиять на прочность бетона, в который он добавлен. Если мы сможем определить наиболее благоприятные свойства «пластичного песка», мы сможем увеличить допустимые добавки без ущерба для свойств. Существуют также важные факторы, такие как реология влажной смеси, устойчивость к воздействию окружающей среды и огнестойкость, которые могут быть дополнительно изучены.

Там, где прочность бетона снижена, по словам Болла, существует еще множество применений, в которых он может быть полезен.

«Даже когда снижение производительности запрещает структурные применения, более низкотехнологичное использование, такое как тротуарная плитка, может быть жизнеспособным», — сказал он.

По словам главного исследователя доктора Джона Орра, введение синтетических материалов, таких как пластик, в бетон обычно ослабляет материал, поскольку пластик не связывается с цементной смесью, как это делает песок. Центральное место в работе занимал поиск баланса между сохранением прочности бетона и добавлением в бетон достаточного количества пластика, чтобы можно было сэкономить значительное количество песка.

«Основная задача здесь заключалась в том, чтобы установить предел между небольшим снижением прочности, которого мы достигли, и использованием соответствующего количества пластика, чтобы сделать это стоящим», — сказал Орр, ранее работавший в Университете Бата, а теперь преподающий в Университете Бата. Кембридж. «Это действительно жизнеспособный материал для использования в некоторых областях строительства, который может помочь нам решить проблемы, связанные с невозможностью переработки пластика и удовлетворением спроса на песок».

Это исследование недавно получило премию Atlas Award за потенциальное общественное влияние во всем мире.В то время как для исследования использовались измельченные пластиковые отходы, Орр сказал Инженеру , что команда сейчас изучает некоторые новые источники пластикового материала, который уже классифицирован до требуемого уровня.

«Пластик, который мы используем в смесях, является побочным продуктом других промышленных процессов», — пояснил он. «Например, при производстве пластиковых оптических линз для очков образуются тонкоизмельченные пластиковые отходы, которые обычно отправляются на свалку или сжигаются. Таким образом, вы можете утверждать, что для использования этого материала в бетоне не требуется дополнительной энергии, мы используем отходы других процессов.

БОЛЬШЕ О ГРАЖДАНСКИХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ УСТРОЙСТВАХ

Sustainability double помещает пластик в бетон

Из-за нехватки песка в Индии переработанный пластик пополняет смесь в «пластикорете»

Крупный план бетона с пластиковыми частицами, заменяющими часть песка. Предоставлено: Университет Бата

Что: Отходы пластика вместо песка в бетоне
Где: Университет Бата с инженерным колледжем Гоа

Новая форма бетона может повысить его экологичность за счет включения в смесь пластика.Международная группа исследователей заменила песок пластиковыми отходами, создав продукт, который может сократить выбросы углерода в атмосферу и перерабатывать пластик.

Исследование, проведенное Университетом Бата в партнерстве с Инженерным колледжем Гоа в Индии и опубликованное в журнале Construction and Building Materials, было вызвано острой нехваткой песка в Индии, поскольку страна переживает беспрецедентный строительный бум.

В то же время пластиковые отходы редко перерабатываются в Индии, до 40% из них попадает на свалки.Исследование показало, что заменой 10% песчаного компонента бетона (обычно 30%) мелкоизмельченными пластиковыми частицами можно достичь целевой прочности на сжатие 54 МПа, что аналогично конструкционному бетону и потенциально сэкономить около 820 миллионов тонн. песка в год.

Доктор Ричард Болл из отдела архитектуры и гражданского строительства Бата сказал RIBAJ: «Это своевременное исследование. Отходы пластика — это большая проблема, и люди все больше осознают связанные с этим недостатки.Одним из возможных решений является бетонирование. Эта работа показала, что она требует дальнейшего изучения».

Исследователи изучили влияние пяти мелкозернистых пластиков на структурную прочность бетонных труб и цилиндров, экспериментируя с различными размерами частиц, соотношением песка и бетона и двумя различными химическими обработками. Они пытались найти баланс между добавлением достаточного количества пластика, чтобы оказать существенное влияние на использование песка, и обеспечением того, чтобы производимый бетон не был слишком слабым.

Частицы полиэтилентерефталата (ПЭТ) размером с песок, полученные из переработанных пластиковых бутылок, обеспечили наилучшие результаты, достигнув заданной прочности на сжатие.

Использование синтетических материалов, таких как пластик, в бетоне обычно ослабляет материал, поскольку они не связываются с цементной смесью так же, как с песком. Такие свойства, как тип пластика, размер и форма частиц, а также реология влажной смеси, влияют на прочность готового бетона.

  • Прочность бетона на сжатие не такая высокая.Предоставлено: University of Bath
  • Микроскопические частицы пластика в качестве сырья. Предоставлено: University of Bath

Однако, даже если прочность бетона нарушена и он непригоден для конструкционных применений, он все равно может использоваться для конечного использования, например, для изготовления тротуарной плитки.

Болл признает, что результаты могут различаться, и чтобы гарантировать отсутствие долгосрочных структурных проблем, потребуются дополнительные испытания реологии влажной смеси, устойчивости к воздействию окружающей среды и огнестойкости.

Он добавляет, что пластиковые отходы океана могут не подходить для этого процесса, так как большая часть материала, вероятно, разложилась под воздействием ультрафиолетового излучения и соленой воды. «Это то, что стоит исследовать дальше», — говорит он. «Отходы с завода по переработке также имеют тенденцию различаться по своим свойствам. Существует смесь различных типов пластика, и могут быть загрязнения из других материалов. Состав в течение дней, недель, месяцев и лет на заводе, вероятно, изменится в зависимости от того, какие отходы поступают и какие выходят.

Отходы пластика от промышленных процессов могут обеспечить более однородную консистенцию, и исследователи вели переговоры с фирмой, которая перерабатывает оконные рамы из ПВХ в виде измельченного пластика с небольшим размером частиц.

По оценкам, ежегодно в мире производится более 20 миллиардов тонн бетона, что делает его вторым наиболее потребляемым веществом в мире после пресной воды.

Экологические проблемы, связанные с чрезмерной выемкой песка в Индии, привели к ограничениям на его добычу, что оказало прямое экономическое влияние на бетонное строительство.

Индийский центральный совет по контролю за загрязнением окружающей среды сообщил в 2008 году, что каждый день в Индии выбрасывается около 15 000 тонн пластиковых отходов. Небиоразлагаемые пластиковые отходы инертны и очень медленно разлагаются после захоронения на свалке.

Строительство в Великобритании по-прежнему в значительной степени зависит от одноразовой пластиковой упаковки, в основном пластиковой пленки, которую обычно упаковывают и сжигают на энергии заводов по переработке отходов.

Большое количество пластика попадает в общий смешанный мусор, и его невозможно переработать либо потому, что его невозможно идентифицировать, либо потому, что он загрязнен другими материалами.

Более прочный экоцемент в будущем?

Использованные пластиковые бутылки, которые делают фундаменты, мосты и пешеходные дорожки более устойчивыми? Студенты Массачусетского технологического института разработали процесс, который упрочняет как бетонные, так и пластиковые отходы, а также снижает выбросы CO 2 . В процессе используются обычные ПЭТ-бутылки с помойки. Узнайте, что такого особенного в «пластичном бетоне» в этом посте.

 

© Pixabay / Mizianitka, https://pixabay.com/de/kunststoffflaschen-recycling-621361/

Исследователи как спасатели окружающей среды

Во всем мире исследователи ищут решения для создания экологически безопасных зданий. Согласно последним оценкам, производство бетона во всем мире вызывает около пяти процентов глобальных выбросов CO2. Еще одна экологическая катастрофа: каждый год более восьми миллионов тонн пластиковых отходов попадает в море через наши побережья и реки. Два студента Массачусетского технологического института — Кэролин Шефер и Майкл Ортега — разработали технологию, которая может решить обе проблемы.

 

Пластик делает бетон прочным

«Климатический убийца» строительной отрасли — это, строго говоря, вяжущее вещество — цемент. Около 45 процентов выбросов бетона вызвано химическим процессом, при котором известняк превращается в цементный клинкер в цементных печах при температуре 1500 градусов по Цельсию. Шефер и Ортега исследовали, можно ли заменить часть цемента тонкоизмельченным пластиком из старых пластиковых бутылок.

 

Предыдущие исследования показали, что добавление порошкообразного ПЭТФ не делает бетон более стабильным, а, наоборот, ослабляет его.Поэтому молодые исследователи искали способ изменить структуру ПЭТ. В конце концов им удалось это сделать, обработав пластик безвредным гамма-излучением . Их эксперименты показали, что этот радиационный ливень приводит к химическим перестройкам в молекулах полимера. Между молекулярными цепями возникают взаимосвязи, которые делают ПЭТ более жестким и стабильным. Пористые участки заполняются.

 

© Flickr / Марку Иоахим

Производство бетона смешано

Чтобы проверить устойчивость «пластичного бетона», студенты смешали цемент с мелкодисперсным порошком из облученных ПЭТ-бутылок и использовали его для заливки бетонных блоков.Испытание на сжатие показало: Бетонные блоки из ПЭТФ были на 20% стабильнее, чем обычный цемент. Таким образом, использованные пластиковые бутылки в будущем могут сделать фундаменты, мосты, пешеходные дорожки и ограждения более устойчивыми. Добавление 1,5% порошка ПЭТ улучшает структуру бетона.

 

Еще два преимущества: за счет замены части цемента пластиком при производстве бетона происходит меньше выбросов. В то же время на мусорные свалки попадает меньше ПЭТ-бутылок. «Эта технология помогает сделать здания более стабильными, одновременно уменьшая количество отходов и выбросов CO » , — таков вывод Майкла Шорта из Департамента ядерной науки и техники.

 

© Flickr / Джес

Экоцемент на стадии испытаний

Хотя лишь небольшая часть бетона может быть заменена пластиком, тем самым также растягивая материал, неблагоприятное воздействие цементной промышленности на окружающую среду может быть значительно снижено.Все процессы производства экоцемента все еще находятся в стадии испытаний, как и другие исследовательские проекты, в рамках которых, например, проводятся эксперименты по замене цемента известняком или углеродными волокнами. До сих пор не получено разрешение на строительство «зеленой» бетонной смеси для несущих наружных стен.

 

Хотите узнать больше о бетоне? Прочтите наш пост о преимуществах и недостатках строительства из «серого» золота и узнайте, какие альтернативы уже существуют для архитекторов и девелоперов.


 

Стартап в Коста-Рике производит цементные блоки из переработанного океанического пластика

Новая инициатива в Коста-Рике направлена ​​на то, чтобы изменить ситуацию к лучшему, перенаправив пластик, попадающий в океан, с береговой линии и не допуская его попадания в океан. Центр регенеративного проектирования и сотрудничества (CRDC), которым руководит Дон Томсон в Коста-Рике, предложил новую концепцию использования смешанных, грязных пластиков, которые очищаются/гранулируются, чтобы стать заполнителем в высококачественных строительных блоках и строительных материалах. .CRDC заключила партнерское соглашение с производителем строительных материалов из Коста-Рики Pedregal для разработки этого нового инновационного продукта под названием Ecoblock. Этот новый заполнитель, состоящий на 80% из пластиковых отходов и на 20% из органических добавок, предназначен для смешивания с цементом.

Компания Ecolones из Коста-Рики является логистическим партнером Pedregal, у которой есть сеть центров сбора для сбора материалов и доставки их в Pedregal. Затем Педрегал изготавливает блок из смешанных пластиковых отходов, собранных с береговой линии , и превращает его в полезный строительный материал.Сам заполнитель сохранил все качества и прочностные характеристики стандартного бетона, но при этом снизил свой вес.

Майк Уркхарт, миноритарный владелец CRDC, говорит, что нет никаких компромиссов в отношении качества, а добавление переработанного пластика повышает прочность на сжатие и снижает вес блоков.

«Оборудование, которое мы используем, в значительной степени готово к использованию — базовое измельчение пластика, смешивание добавок и дробление заполнителей», — говорит он. «Ключевым моментом является формула, на которую заявлен патент.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.