Саморемонтирующийся бетон

Содержание

Саморемонтирующийся бетон — Портал о стройке

Бетон изобретен и используется довольно давно. Несмотря на повышенную прочность, этот материал со временем подвергается разрушению. Проведение восстановления его поврежденной поверхности всегда экономически выгоднее, чем демонтаж и устройство новой.

Виды материалов для ремонта и требования, предъявляемые к ним

Для выполнения ремонта и восстановления бетона используются «ремонтные» составы. Перед выполнением работ и выбором материала необходимо уточнить тип повреждения, выяснить характеристики ремонтируемой поверхности. Отдельно обратим Ваше внимание, на сайте http://emaco-spb.ru спецы предлагают ремонтные смеси для восстановления бетона и его гидроизоляции.

Ко всем современным ремонтным смесям предъявляются ряд требований, соответствие которым позволит выполнить восстановление бетонных поверхностей качественно и надёжно:

безусадочность;
хорошая текучесть;
низкое соотношение воды и цемента;
высокая степень подвижности;
высокая тиксотропность;
хорошая адгезия с поверхностью;

полное отсутствие водоотделения.

По условиям применения смеси различаются:

Цементные – безусадочные сухие однокомпонентные смеси, имеющие жидкую (для заливки горизонтальных полостей) или густую (для вертикальной поверхности) консистенцию. Используются чаще для восстановления дорожных, аэродромных поверхностей и бетонных конструкций.
Эпоксидные – смеси, имеющие жидкий двухкомпонентный состав. Применяются в ремонте трещин, для восстановления несущей способности материала, создания адгезионных слоёв.
Полиуретановые – жидкие смеси, имеющие двух – трёхкомпонентный состав. Используются для ремонта повреждений, обладающих определенными свойствами (локализация под давлением протечек, приток вод).

Стоимость и качество всех составов зависят от их способности надежно схватываться с ремонтируемой поверхностью (адгезия), вязкости и скорости загустения.

Какой из способов ремонта и восстановления бетона выбрать

Все виды повреждений заделываются с обязательной их реконструкцией до размеров, предусмотренных проектом. Любая ремонтируемая поверхность перед выполнением восстановительных работ подготавливается: очищается от пыли, грязи, масел, посторонних включений. При присутствии на месте ремонта слабого бетона, он скалывается до твердого слоя без оставления острых углов и выступов. С оголившейся арматуры при необходимости удаляется ржавчина.

Выбор способа восстановления и вида материала напрямую связано с условиями проведения работ и размером поврежденного участка. Для выполнения ремонтных и восстановительных работ применяются следующие способы:

Инъектирование – является самым популярным способом ремонта повреждений, имеющих величину раскрытия до 0,1мм. Суть этого метода заключается в том, что восстановление выполняется без замены самой конструкции. Трещины, сколы и пустоты заполняются «инъекциями» полимерных или водоцементных составов. Этот способ рекомендуется при выполнении ремонта с большим объёмом повреждений.

Перед началом выполнения работ все дефекты продуваются сильным потоком воздуха. Далее вся поверхность вокруг трещины обрабатывается ветошью, смоченной ацетоном. Чтобы избежать вытекание раствора из трещин, их обрабатывают эпоксидным клеевым составом с наружи. Для ускорения процесса его отвердевания, возможно применение обогрева горелкой при условии не соприкосновения пламени и клея.

Состав используемой смеси должен иметь вязкую консистенцию. Заполнение дефектов происходит под давлением в 100 кгс/см². Готовые полимерные или водоцементные смеси необходимо использовать в первые 3 часа после приготовления. Полное их затвердевание происходит при температуре 17-20°С на 8-10 сутки.

Затирка — способ нанесения на ремонтируемую поверхность специальной сухой смеси при величине раскрытия дефектов более 2мм, причем их число не должно быть большим. Этот прием подходит и для восстановления вертикальных поверхностей. Высокое качество, прочность, морозостойкость, высокая адгезия этих смесей дает возможность выполнять ремонт и восстановление автодорог и взлётно – посадочных полос. В своем составе сухая смесь имеет портландцемент, высушенный песок и минеральные наполнители.

Для приготовления раствора для затирки на 1кг сухой смеси необходимо взять около 200мл воды, доведенной до 200°С. Добавляется смесь в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании. Приготовленный таким способом раствор следует выдержать около 5 мин и использовать в течение 2 часов.

Чтобы отремонтировать поверхность в 1м² потребуется 1,8 кг сухой смеси при максимально допустимой толщине — 50 мм. Если размеры трещин имеют ширину до 1мм, то для ремонта их применяются полимерцементные краски. При превышении размера дефекта до 2мм, используется полимерное тесто. Наносимая смесь в своём составе имеет полимерные добавки (0,02% сульфанол, фуриловый спирт) и цементно – песчаный раствор. После достаточно хорошего просыхания смеси бетон следует покрыть герметиком на полиуретановой основе.

Торкретирование — способ создания дополнительного слоя из такого же материала поверх старого. Технология этого способа заключается в набрасывании сжатым воздухом бетонного раствора. В состав смеси входят: цемент, вода, добавки органического вида, песок.

Торкретирование бывает: «сухим» и «мокрым». Различие заключается в том, в какой момент выполняется смешивание с водой смесей. При «сухом» торкретировании смешивание выполняется на выходе смеси из трубы, при «мокром» — готовится заранее. Этот способ хорош тем, что им возможно не только осуществить ремонт, но и повысить устойчивость конструкции к низким температурам, выполнять усиление конструкций. Но он считается трудоемким и всегда приводит к утяжелению сооружения и увеличению нагрузки на фундамент.

Раствор наносится на ремонтируемый бетон в 1-2 слоя. Для выполнения работы рекомендуется брать цемент М — 400 и выше, фракция применяемого заполнителя – не больше 8мм.

Проводимые работы по восстановлению и ремонту бетонных поверхностей следует выполнять при температурном показателе воздуха не ниже +5°С в сухую погоду. Вне зависимости от причины и характера повреждений, их устранение должно проводиться только после стабилизации процесса раскрытия и ликвидации причины появления.

Source: www.k-see.ru

Ограниченный срок службы бетонных конструкций разъясняется относительной неустойчивостью данного строительного материала к неизменным температурным перепадам. В структуре бетона, даже самого высококачественного, имеются микроскопичные полости, заполненные водой. При снижении температуры воздуха ниже черты замерзания вода в таких полостях леденеет, возрастает в объеме что, естественно, приводит к образованию микротрещин. Несколько циклов схожих замерзаний-оттаиваний – и вот уже в массе бетона становятся приметны огромные и мелкие трещинки, ухудшающие крепкость всей конструкции.

Чтоб освободить бетон от такового недочета корейские ученые сделали особое защитное покрытие. Сущность открытия заключена в том, что инноваторский материал содержит огромное количество микроскопичных контейнеров, заполненных особенным веществом, «умеющим» заделывать мелкие трещинки в бетоне.

Принцип деяния уникальной новинки довольно прост – как в бетонной структуре появилась трещинка, микроконтейнер раскрывается и выбрасывает в полость особое герметизирующее вещество MAT-PDMS. Этот состав стопроцентно заполняет трещину, стремительно затвердевает под действием солнечных лучей и восстанавливает монолитность конструкции.

Инноваторский защитный материал MAT-PDMS обладает высочайшей степенью вязкости и способен сохранять текучесть даже при очень низких температурах (до — 60° C). Это означает, что герметик не меняет собственных параметров даже при самых грозных погодных критериях и его можно с фуррором использовать в регионах последнего севера.

Применение защитного герметизирующего состава – лучший вариант борьбы с образованием трещинок в бетоне, который позволить намного прирастить крепкость и долговечность железобетонных конструкций, также уменьшить расходы на сервис и ремонт построек.

Самовосстанавливающийся бетон (самозалечивающийся эластичный)

Самовосстанавливающийся бетон – это общее название разных современных разработок и инновационных решений, призванных изменить структуру материала и сделать его способным к восстановлению, стойкости к различным воздействиям. Ввиду того, что бетон сегодня является одним из наиболее востребованных и популярных материалов в ремонтно-строительной сфере, поиск новых методов производства актуален как никогда.

Каждый год в мире производят до 10 миллиардов тонн бетонного раствора. Несмотря на некоторые недостатки, заменить бетон материалом с такими же преимуществами и техническими характеристиками пока невозможно. Поэтому ученые всего мира постоянно проводят исследования и эксперименты в попытках нивелировать такие минусы бетона, как усадка, вероятность распространения трещин и деформаций, нестойкость ко внешним воздействиям и т.д.

Основное направление современных разработок – поиск самозалечивающегося, гибкого бетона, который будет эффективно противостоять деформациям и сможет восстанавливаться при любых воздействиях.

Виды самовосстанавливающихся бетонов

Современные производители предлагают большой выбор бетонных смесей, но самовосстанавливающиеся растворы пока еще находятся в стадии разработки и активно в строительстве не применяются. Существует несколько видов бетонов, созданных в разных точках мира, которые имеют все шансы стать популярными и частоприменимыми в будущем.

Какие виды самовосстанавливающихся бетонов бывают:

Полимерные заплатки – это специальное покрытие на бетонные монолиты, которое состоит из полимерных капсул. Разработка ученых из Южной Кореи (университет Юнсэй). Принцип работы материала: поверхность бетонного монолита покрывают веществом с микрокапсулами с полимером, а когда появляются трещины, капсулы раскрываются и углубления заполняются жидкими полимерами, под ультрафиолетом полимер застывает и полностью восстанавливает прочность бетона. Работы еще идут, результаты впечатляют, но полимерное покрытие сохраняет целостность в течение всего одного года.
Бактерии-реставраторы – это самозалечивающийся эластичный бетон, созданный учеными из Нидерландов (Хенк Йонкерс и Эрик Шланген). Работают бактерии рода Bacillus, принцип таков: в бетон добавили гранулы биоразлагающегося пластика с лактатом кальция и спорами бактерий (которые едят его). Споры много лет сохраняют жизнеспособность, не меняют свойства бетона (пока в гранулах), когда появляются трещины, поступающая влага растворяет гранулы, оказывается внутри, бактерии просыпаются, кушают лактат кальция и выделяют кальцит (известняк), который заполняет пустоты, скрепляя края трещин. В условиях лаборатории бактерии успешно заживляли трещины до 0.5 миллиметров, дальше будут испытывать в реальных условиях и искать методы понижения стоимости материала (в среднем он стоит на 50% больше, чем обычный цемент).
Гибкий бетон ConFlexPave – создан в Сингапуре, демонстрирует прочность на уровне стальной арматуры и гибкость в 2 раза выше обычного материала. Эластичный бетон в составе имеет полимерное микроволокно, которое придает гибкость монолиту и усиливает адгезию его с покрываемой поверхностью. Композитный материал прочнее и легче, что особенно актуально в дорожном строительстве, возведении высоток. Первые типы гибких бетонов получили несколько десятилетий тому, они работают на скольжении материалов (в то время, как обычная смесь предполагает твердение компонентов и потерю эластичности), в связи с чем способствующие разрушениям деформации отсутствуют. Но стоит материал в 3 раза выше обычного.

Подробнее о бетонных инновациях

Разработки и работы по созданию гибкого бетона, способного к самовосстановлению, ведутся давно. Так, на базе Бингемтонского университета (штат Нью-Йорк) с помощью ученых университета Рутгерса была создана новая смесь – ее назвали самовосстанавливающимся бетоном. Материал еще известен как грибковый бетон и у него есть потенциал исключить проблемы появления на бетонном монолите трещин.

Ученые выявили интересный момент: взяв гриб Trichoderma reesei, вмешали его в традиционную цементную смесь, потом залили конструкцию и искусственно создали трещины. При обнаружении первой трещины грибок (до того спящий) активизировался. По мере того, как в трещины попадали кислород и вода, споры грибов росли и создавали карбонат кальция, заполняющий и скрепляющий трещины.

Пока исследования находятся все еще на первой стадии, остается масса неисследованных вопросов и самый важный из них касается выживаемости грибка Trichoderma reesei в суровых условиях.
Дальнейшие погружения в раствор
Другая группа ученых из Университета Кардиффа (Уэльс) тестировала 3 технологии исцеления бетона: полимерную память формы, использование бактерий и целебных агентов через микрокапсулы, закачку органических/неорганических материалов в структуру материала.
В Британской Колумбии ученые университета «Виктории» (факультета гражданского строительства) объявили про запуск различных экспериментов с волокнами (древесная целлюлоза, зольная пыль). Они могут помочь создать уникальную формулу бетона, способного к самовосстановлению.
В Канаде же создали экологически чистый композит на базе пластично-цементной смеси. Данный строительный материал армирован полимерными волокнами и в ходе испытаний выяснилось, что такой раствор способен выдерживать толчки землетрясения мощностью до 9 баллов по шкале Рихтера.
От современных исследований к древнему Риму
Идея бетона и самого цемента римлянами была не придумана, а заимствована у древних греков. Так, есть пример хорошо сохранившегося водопроводного резервуара в греческом городе Мегара – его конструкции были обмазаны чем-то похожим на цемент. И если изучить этот цемент, можно отыскать особый компонент, который придает крепость и прочность древнеримским зданиям.
Состав греческого цемента включал вулканический пепел – сегодня он называется «пуццолан». Тогда его добывали у холмов города Путеолы (сегодня Поццуоли) возле Везувия, от чего и произошло название вещества. Бетон с вулканическим пеплом в Древнем Риме начали применять со 2 в. до н.э. В смеси вводили пуццолан, известь, пемзу, вулканический туф, камни, песок.
Материал свой древние римляне называли греческим словом «emplekton» или латинским «rudus», вяжущее – «оpus caementum». Французский термин «бетон» появился лишь в 18 столетии.
Инновация профессора Ричарда Римана
Профессор Ричард Риман умудрился создать легкий и экологически чистый бетон, которому присущи свойства гидротермального жидкофазного уплотнения. Профессор утверждает, что он смог понизить углеродный след цемента/бетона до 70%, а в итоге даже не исключено поглощение углекислого газа. Но эта технология, как и все современные разработки, требует тщательного изучения, доработки, получения достоверных результатов проверок и т.д.
Секреты древнеримских технологий
Американские ученые несколько лет тому исследовали древнеримский оpus caementum, сравнивали с составом современного материала и отыскали причину крепости и прочности. В пуццолане содержится большой объем силиката алюминия (в современном бетоне его нет), который при замешивании с морской водой дает горячую химическую реакцию, в ходе которой в структуре раствора появляется минерал алюминий-тоберморит, он и отвечает за повышенную прочность.
Особенно актуально изучение этого химического процесса в морских строениях. Так, созданная по римским технологиям гавань Ирода Великого (Кесария, 1 в. до н.э., включает порт и комплекс защитных сооружений) две тысячи лет омывается постоянно морскими волнами, уходя частично под воду. И реакция с образованием Al-тоберморита в монолите постепенно идет годами, сотнями лет (возможно, и сегодня). Бетон портовых сооружений становится более прочным с каждым днем и неизвестно, сколько еще может простоять в будущем.
Римские строители применяли бетон в разных вариантах, они же стандартизировали состав смеси: нормировали технологии, изучили химический состав, соблюдали нормативы. И прочность бетонного монолита в зданиях, что построены сегодня, рассчитана на 100-120 лет максимум, а римские сооружения стоят уже 2000 лет и переживут еще и современные конструкции.
Самовосстанавливающийся бетон
Как выдумаете, возможно ли такое, чтобы стена восстанавливала себя сама? Благодаря голландцу Хенку Джонкерсу подобное развитие событий перестает быть фантастикой. Именно ему удалось разработать самовосстанавливающийся бетон.
Содержание статьи
Самовосстанавливающийся бетон
Столь нетривиальные свойства материала обусловлены применением биотехнологии, а именно – внедрением в бетон определенного вида бактерий.
Микробиология на службе строительства
Вопрос прочности бетона волновал исследователя давно. Его пытливый ум озадачился следующим фактом: с течением времени бетон становится более твердым, однако в нем возникают и распространяются микротрещины. Из-за них в структуру материала попадает вода, что, в свою очередь, приводит к серьезным негативным последствиям, таким как:
Снижение прочности из-за водной эрозии.
Повреждение армирующих элементов за счет коррозии.
Распространение зловредных микроорганизмов.
Нарушение герметичности конструкций.
Лавинообразное падение характеристик бетонной конструкции.
До работы Джонкерса проблему микротрещин пытались решить различными методами. Наибольшее распространение получили различные пропитки, наносимые на готовые конструкции. К несчастью, технология их использования не всегда отличалась простотой, да и сами они не были полностью безопасными для человека.
На разработку бетона нового класса исследователю понадобилось около 3-х лет, однако, время было потрачено не напрасно. В результате появился материал, способный самостоятельно ликвидировать микротрещины.
Полезные бактерии
Вряд ли у кого-то возникнет мысль, что бетон является подходящей средой для жизни микроорганизмов. В нем слишком мало питательных веществ и не очень комфортные условия (конечно, до тех пор, пока не появляются трещины). Потребовалось немало времени, чтобы найти организмы, способные жить и размножаться в условиях бетона.
Наибольший потенциал был замечен у специфического типа бактерий. В процессе жизнедеятельности они выделяют известняк, что и планировали использовать ученые.
Для начала необходимо было подумать о питании микроорганизмов. Попытки ввести в состав бетонного раствора сахар ни к чему не привели. Точнее привели: параметры бетона значительно ухудшились.
Альтернатива сахару в качестве источника питания была найдена в виде лактата кальция. Бактерии его с энтузиазмом употребляли, а на свойствах бетона он никак не сказывался или сказывался минимально.
Далее, необходимо было продумать систему регуляции численности в колонии бактерий. При бесконтрольном размножении микроорганизмов проблемы бетонной конструкции будут только расти. Кроме того, крупная колония требует относительно больших объемов воды, добавлять которые нецелесообразно.
Решение подсказала способность бактерий впадать в аналог спячки при неблагоприятных условиях, что позволяет им пережидать даже экстремальные ситуации. Итоговая технология стала выглядеть так:
Бактерии упаковываются в растворимые капсулы с лактатом кальция.
Капсулы добавляются в бетонный раствор, не причиняя вреда ни микроорганизмам, ни раствору.
В сухом бетоне, бактерии находятся в «спячке», никак себя не проявляя.
Когда в материале появляются микротрещины, сквозь которые просачивается вода, бактерии активизируются.
Потребляя пищевой ресурс, микроорганизмы вырабатывают известняк.
Слой известняка постепенно накапливается, заполняя трещину.
Во время тестовых испытаний технология сработала так, как и было задумано: микротрещины бетона действительно затягивались без всякого участия со стороны человека. Бетон снова становился надежной преградой на пути воды и восстанавливал свою прочность.
Будущее материала
Данное изобретение позволяет по-новому взглянуть на технологии возведения бетонных конструкций. Объекты на базе самовосстанавливающегося бетона можно эксплуатировать годами, не проводя никакого обслуживания и ремонта.
Микрокапсулы спроектированы таким образом, что они не требуют особого отношения во время введения в раствор. Их просто добавляют так же, как и любой другой компонент смеси.
Бактерии могут находиться в «спящем» состоянии годами, не будучи при этом чувствительными к особенностям среды, включая температуру воздуха. В отличие от пропиток, для человека они совершенно безвредны. В активную фазу организмы переходят только тогда, когда созданы соответствующие условия, то есть если нарушена внутренняя структура бетона.
Технология пока не получила широкого распространения в строительстве, однако, она еще слишком молода. Возможно, уже в ближайшем будущем мы увидим активное строительство на базе нового вида биологического бетонного раствора.
Загрузка…
Самовосстанавливающийся бетон – стройматериал будущего
Главная страница » Самовосстанавливающийся бетон – стройматериал будущего
Бетон стабильно удерживает статус самого распространённого строительного материала. По различным оценкам, ежегодно в мире производится около 10 миллиардов тонн бетонной смеси. Однако популярный строительный материал, будучи в застывшем виде, имеет свойство деформироваться (трескаться) по истечении определённого времени. Поэтому очевидной видится тема: самовосстанавливающийся бетон, связанная с исследованиями, направленными на получение новых видов традиционного стройматериала.
СОДЕРЖИМОЕ ПУБЛИКАЦИИ :
Самовосстанавливающийся бетон – это реально
Учёные многих стран уже продолжительное время рассматривают методы производства самовосстанавливающегося бетона. И вот совсем недавно появились первые обнадёживающие результаты.
Согласно этим результатам научных исследований, эксплуатационные свойства популярного стройматериала обещают подняться на совершенно иной уровень.
Подробнее о бетонных инновациях
На базе Бингемтонского университета штата Нью-Йорк, при содействии учёных университета Рутгерса, разработана новая смесь — самовосстанавливающийся бетон.
Новый стройматериал, так называемый грибковый бетон, может навсегда освободить общество (и строительную индустрию в частности) от проблем восстановления трещин, неизбежно образующихся на старых строительных конструкциях.
Результат действия грибка Trichoderma reesei: 1,3 — состояние на момент образования трещины; 2,4 — состояние, спустя 100 дней после активации грибка Trichoderma reesei
Группа исследователей, занимающихся изучением новых свойств бетона, выявили интересный момент. Учёные взяли гриб Trichoderma reesei и подмешали в классическую цементную смесь.
Затем произвели из раствора строительную конструкцию и спустя некоторое время, искусственным путём создали на теле конструкции трещины.
Их удивлению не было предела, когда обнаружилось, что с появлением первой трещины, спящий до этого момента грибок Trichoderma reesei неожиданно активизировался.
По мере проникновения воды и кислорода внутрь трещин, споры грибов начинают прорастать. В процессе роста образуется карбонат кальция, который непроизвольно заполняет и накрепко мурует трещины.
Правда, исследования самовосстанавливающегося бетона пока что находятся на ранней стадии. Остаются нераскрытыми множество вопросов и в частности на тот счёт, выживет ли грибок Trichoderma reesei в суровых условиях эксплуатации бетонных строений.
Дальнейшие погружения в раствор
Капсульная технология восстановления: 1, 2 — металлическая решётка; 3 — место размещения полимерной капсулы с активным веществом — целебным агентом
Тем временем другая группа — ученые Университета Кардиффа, основанного в Уэльсе, протестировали три технологии целевого исцеления:
Полимерную память формы.
Закачку органических и неорганических материалов в структуру бетона.
Использование целебных агентов и бактерий через микрокапсулы.
Ученые факультета гражданского строительства университета «Виктории», что в Британской Колумбии (Канада), объявили о запуске экспериментов с различными волокнами, такими как зольная пыль и древесная целлюлоза.
Древесная целлюлоза и зольная пыль — компоненты инновационного цементного раствора, способные привести к эффекту самовосстановления
По мнению учёных мужей, зольная пыль и древесная целлюлоза могут способствовать созданию уникальной формулы самовосстановления бетона.
Развитие свойств самовосстановления бетона — это не единственное направление исследований по строительному материалу.
Там же в Канаде, на базе того же университета «Виктории», разработали экологически чистый пластично-цементный композит.
Образец инновационного стройматериала пластично-цементного композита, армированного полимерными волокнами. Перспективный вариант обеспечения строительства в сейсмически опасных районах
Этот стройматериал армирован волокнами на основе полимера. Опытная симуляция экстремальных ситуаций показала, что пластично-цементный композит способен выдерживать землетрясения мощностью до 9,1 балла по шкале Рихтера.
От современных исследований к древнему Риму
Исследователи Массачусетского технологического института уже несколько лет к ряду изучают строение атомов бетона и пытаются экспериментировать.
Их не покидает надежда создать стройматериал повышенной долговечности с минимальным вредным воздействием на окружающую среду.
Разработана уникальная компьютерная модель, при помощи которой будет определяться долговечность бетонной структуры.
Инновация профессора Ричарда Римана
Между тем профессор Ричард Риман из университета «Рутгерса», уделяющий высокое внимание инженерным и материаловедческим исследованиям, в 2017 году создал экологически чистый легкий бетон.
Уникальный стройматериал, созданный профессором Ричардом Риманом. Структура, способная сохранять углерод
Материал обладает свойствами гидротермального жидкофазного уплотнения. По словам профессора, тем самым снижается углеродный след цемента и бетона до 70%, а в конечном итоге, не исключается поглощение углекислого газа.
Секреты древнеримских технологий
Отмечено: всё больше учёных обращаются к технологиям Древнего Рима. Секретов в этом направлении масса. Древние римляне строили бетонные сооружения настолько сильные и мощные, что их строения остаются стоять до сего дня.
Некоторые исследования древнего материала указывают на тот факт, что с возрастом структура древнеримского бетона становится только сильнее.
Сила древнего бетона исходит от небольших кристаллов структуры стройматериала, которые образуются, если вулканический пепел смешивается с морской водой. Есть повод задуматься.
О технологичных стройматериалах Древнего Рима
5 ошибки при пригреве бетона – это нельзя делать!
Наверное, нет в мире более популярного строительного материала, чем бетон. Он используется при проведении фундаментных работ, а также в монолитном строительстве жилых и иных объектов. У бетона есть определенный набор плюсов и минусов. К плюсам стоит отнести приемлемую стоимость исходного сырья, долговечность полученных конструкций и надежность. Что касается минусов, то первым выступает нарушение структуры бетона под воздействием низких и близких к нулю температур. Но, в наше время научились избегать данного недостатка. Применяются различные способы прогрева материала:
При использовании первых двух вариантов, строители очень часто допускают ошибки. В результате этого целостность и прочность конструкции оставляет желать лучшего.
3 ошибки при прогреве бетона электродами
Низкое качество контакта электродов с бетоном приводит к мгновенному прекращению электропрогрева. Происходит это по причине того, что вокруг устройств возникают пузырьки. Они не пропускают тепловую энергию до основной массы. Тепло концентрируется в одном месте, что приводит к появлению пустых полостей и пор;
Соприкосновение электродов с арматурой. Если один электрод коснулся металла, то неприятных последствий удастся избежать. Если два, то возникает замыкание. Одномоментно происходит поломка трансформатора. Как правило, после этого электроды ремонту уже не подлежат. Такой ошибки можно избежать, если использовалась композитная арматура;
Возникновение повышенной плотности тока. Из-за этого бетон может начать вскипать. Также происходит выгорание электродной стали.
2 ошибки при прогреве бетона греющим проводом
В продаже имеется греющий кабель, предназначенный для прогрева бетона. Оказывается, что и при его эксплуатации можно допустить ряд ошибок.
Никто и никогда не проверяет целостность кабеля, в том числе и схем питания. В результате этого часть площади бетона остается без воздействия тепловой энергии. Из-за неравномерного прогрева появляются трещины, и возникает недобор прочности. Конструкция оказывается непригодной для дальнейшей эксплуатации;
Длина провода должна быть оптимальной. Если ее будет больше, чем требуется, то это приведет к увеличению сроков проведения деятельности. Если меньше — то возможно расплавление изоляции. Также это чревато коротким замыканием. Высчитывается необходимая длина кабеля исходя из площади поверхности бетона.
Термоматы VS прогрев бетона проводом ПНСВ сравнение видео
Работа с греющим кабелем трудоемкая и предполагает наличие больших мощностей электрической энергии.
Наиболее оптимальные методы прогрева бетона
Их два — это использование резиновых тентов, а также термоэлектроматов. Особенность тентов заключается в том, что бетон, который находится под ними, выделяет тепло в процессе затвердевания. Частично оно не растворяется в окружающем пространстве, а применяется для обогрева. Тепло равномерно распределяется внутри. Использовать тенты рекомендуется при температуре, близкой к нулю. При отрицательных температурах они малоэффективны. Если тенты не подходят, то стоит рассмотреть термоэлектроматы. Это новинка в строительной сфере. Укладываются сверху на поверхность. Выделяют по всей площади инфракрасную тепловую энергию, гарантируя равномерное распределение температуры. Использование термоэлектроматов целесообразно по причине наличия ряда преимуществ:

Термоэлектроматы подключаются к сети 220 В. Они просты в эксплуатации и не занимают много места. Изделия защищены от воздействия влаги.
Видео обзор термоматов ФлексиХИТ
В результате многолетнего использования термоматов на строительных площадках и при производстве ЖБИ были выявлены недостатки термоэлектроматов предыдущей модели и разработана новая модель.
Сравнительная характеристика новой и предыдущей модели термоматов

ПРЕДЫДУЩАЯ МОДЕЛЬ
НОВАЯ МОДЕЛЬ
КОНСТРУКЦИЯ ТЕРМОМАТА
Греющий элемент свободно располагался между тентом и теплоизолятором.
При неаккуратном использовании это приводило к его излому и выходу из строя термомата.

Повышена износостойкость и прочность термомата.
Монолитные сегменты исключают коробление греющего слоя. Резистив внутри не ломается. Нагреватели стали вандалоустойчивы к повреждениям.
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ
Применялся утеплитель с худшими тепловыми свойствами, чем у современных теплоизоляторов.

Уменьшены теплопотери на 25%.
Используется утеплитель с улучшенными теплоизоляционными свойствами.
УДОБСТВО ЭКСПЛУАТАЦИИ
При неправильном складывании термоматы могли сминаться, заламываться.
Что приводило к нарушению контакта нагревателя.

Сегменты термомата не заламываются.
Новая конструкция позволяет складывать термоматы любым удобным способом, а не только «гармошкой», как это требовалось ранее.
ВОДОНЕПРНИЦАЕМОСТЬ
Из за наличия воздушных прослоек при незначительном повреждении оболочки внутрь нагревателя попадала вода.

Повышена водонепроницаемость термоматов.
За счет монолитности и герметичности новой конструкции между тентом и греющим слоем нет пустот. Вода не проникает внутрь нагревателя.
ТЕРМОСТОЙКОСТЬ
Использовалась пленка с нестабильной линейной зависимостью. При перегреве греющий элемент коробился.
Это приводило к выходу термоматов из строя.
Повышена термостойкость.
Пленка для производства резистивного элемента предварительно стабилизируется.
Резистивный элемент не усаживается до 1800С.
САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙ ЭФФЕКТ
Нестабильные тепловые характеристики с небольшим отрицательным саморегулирующимся эффектом.
При повышении температуры нагреватель увеличивал мощность и происходил перегрев.
Достигнут положительный саморегулирующийся эффект.
Когда возникает опасность перегрева, нагреватель снижает мощность. Перегрева не происходит. Повышается срок службы термоэлектромата.

Регенерация бетона: новый виток эволюции строительства

Природная сила и красота
С тех пор, как почти 2000 лет назад был построен римлянами Колизей, бетон стал использоваться повсюду. На некоторое время он ушел в забвение, но сейчас более 70% построек во всем мире возведено именно из этого материала.
Только в прошлом году Китай использовал при строительстве больше объема железобетона, чем США за прошедшее столетие. Такая неумолимая жажда строительства из бетона открывает новые горизонты в его исследовании, давая ученым возможности создавать более совершенный материал.
Содержание статьи
Какой бетон нужен сегодня

Бетон, нуждающийся в ремонте
Не смотря на свою запредельную прочность, бетон подвержен появлению трещин. Через них влага беспрепятственно попадает внутрь несокрушимого бетонного тела, вызывая коррозию арматуры, потихоньку съедая и саму прочность бетона. Со временем, он превращается в хрупкий материал, который просто выкрашивается из общей конструкции.
На начальном этапе разрушения железобетонных конструкций, этот процесс можно остановить, произведя его «грамотный» ремонт, на что уходят большие трудовые и денежные ресурсы. К тому же не всегда можно вовремя заметить такие микро−разрушения. Зачастую становится поздно производить какие−либо работы.
Разве с этим можно что−то сделать? Задавшись этим вопросом, голландский ученый Хенк Джонкерс нашел на него ответ, даря вечную жизнь бетону. Проведя три года в упорных трудах, он использовал природную силу регенерации и просто «вживил» ее в бетон, придавая ему функции самовосстановления.
Изменение «генетики» — или в чем суть самовосстанавливающегося бетона

Хенк Джонкерс с образцом «чудо−бетона»
Как рассказывает Хенк Джонкерс, его вдохновением стала удивительная способность организма сращивать кости с помощью кальция. Именно эта идея дала основу новым исследованиям в подобной области.
Он разработал инкапсулированные биологические объекты, которые вводятся в обычный бетон с особым «коктейлем» из азота, фосфора и минеральных веществ. Именно благодаря ему, они могут храниться в состоянии покоя в надежном бетонном теле около 200 лет.
Bacillus alsudofirmus и B. Cohnii – именно эти бактерии способны выжить в щелочной среде, такой как бетон, без дополнительных питательных веществ. Они как бы «засыпают» в своих капсулах ровно до момента контакта с водой. Влага активизирует эти бактерии, которые в свою очередь, вырабатывают известковое вещество, которое и играет роль «латки» на бетонном теле.
Чем замечательна эта идея: подобные капсулы с бактериями не нуждаются в контроле человека и уже тем более в том, чтобы он дал «толчок» их жизнедеятельности. Через образовавшиеся трещины в бетоне просачивается влага в большом объеме, она-то и является «ключом зажигания» для регенерации бетона.
Лактат кальция помещаются в капсулы из биоразлагаемого пластика, размером от 2 до 4 мм. Они дозируются в любую марку бетона, которая может содержать всевозможные химически активные вещества.
Они никак не воздействуют на деятельность и сохранность биокапсул. При этом если бактерии были введены сначала в цемент, а после затворены водой, это никак на них не сказывается, чего нельзя сказать о прямом контакте с водой в уже затвердевшем бетонном теле.

Капсулы с бактериями под микроскопом
Что самое важное – подобные бактерии не несут вреда и опасности для человека и животных. Даже если они попадут в организм, то не причинят никакого вреда.
Будущее самовосстанавливающегося бетона

Образцы самовосстанавливающегося бетона и сами биологические капсулы
Разработка Хенка Джонкерса потрясла весь мир. В настоящее время подобная технология тестируется в лабораториях всех институтов по разработке бетона. Слова главного инженера Кардиффского университета, профессора Боба Ларка, обнадежили всех строителей без исключения: «Сейчас мы дорабатываем эту технологию, подобно тому, как ювелиры огранят алмаз, превращая его в бриллиант.
Мы доводим до совершенства функции самовосстановления бетона без участия человека, что без сомнения, значительно снизит затраты на ремонт в будущем, и продлит срок эксплуатации бетона в несколько раз».
Технология, представленная Хенком Джонкерсом и его командой, разрабатывается в трех направлениях:
самовосстанавливающийся бетон;
регенерирующие ремонтные растворы;
целебная функция воды в бетоне.
Вне сомнения, первая технология является приоритетом для разработок, так как современное строительство нуждается в самовосстанавливающемся бетоне, который не нужно ремонтировать и обновлять.

Трещины в бетоне, восстановленные инкапсулированными бактериями
Первый метод, или как его еще называют «Бактерии Джонкерса», вводят в бетон на этапе производства, смешивая с цементом.
По второй технологии, ремонтный раствор с подобными активными веществами наносят на пораженную поверхность. Такая смесь при нагревании и воздействии маломощного тока активизируется и «залечивает» малые трещины полностью, а большие уменьшает в размерах.
Когда же по третьей технологии, минеральные вещества растворяют в воде, и вводят их в тело бетона по его миро−канальцам. «Живая» вода растекается по всему телу бетона, борясь как с внешними, так и с внутренними трещинами.
Восстановленные внутренние микротрещины под микроскопом
В настоящее время на испытательном полигоне выстроено 6 стен с применением вышеперечисленных технологий. Ученые будут испытывать такой бетон не только на прочность в лаборатории, но и следить за его регенерирующими свойствами под открытым небом, делая выводы и дорабатывая несовершенства.
Цена вопроса

На сколько будет высока цена самовосстанавливающегося бетона
На сегодняшний день разработки Джонкерса стоят 4−6 миллиардов евро в год. Такие огромные средства тратятся с дальним прицелом, чтобы в будущем тратить меньше средств на ремонт бетона, или вообще забыть об этом.
Сегодня куб обычного бетона стоит в среднем 80 евро, когда инкапсулированная смесь имеет стоимость в три раза выше. Да и налаживание такого производства требует немалых вложений от производителей.

Фото команды разработчиков с образцами самовосстанавливающегося бетона
Поэтому Джонкерс работает не только над регенерирующими свойствами своих бактерий, но и над удешевлением их производства. Ведутся исследования в области альтернативных технологий. Если верить словам новатора, то он удешевит самовосстанавливающийся бетон в два раза.
Да, его стоимость будет немногим выше цены на обычный бетон, но эта разница полностью окупается за продолжительный эксплуатационный период бетонных сооружений без дополнительного ремонта.
Сегодня, самовосстанавливающийся бетон доказал свою эффективность и актуальность в современном строительстве. Весь мир, затаив дыхание ждет новых разработок в этой области и, конечно же, первого сооружения из такого бетона. Будем надеяться, что оно скоро увидит свет и поразит всех своими регенерирующими свойствами.