В последние годы активно внедряются в строительство многокомпонентные мелкозернистые бетоны. Ранее их применение сдерживалось некоторыми особенностями структуры и свойств. Применение в качестве заполнителя только песка вызывало значительное увеличение удельной поверхности заполнителя и его пустотности. Для получения равноподвижных бетонных смесей плотной структуры по сравнению с бетоном на крупном заполнителе требовалось на 15-25% увеличивать расходы воды и цемента. В свою очередь в последующем это приводило к увеличению усадки бетона. Существовавшие жесткие требования по ограничению расхода цемента в бетоне сдерживали применение мелкозернистых бетонов в строительстве, хотя в ряде регионов (Заполярье, гг. Бухара, Ташкент и др.), учитывая специфические условия строительства, мелкозернистые бетоны с успехом использовались для возведения различных сооружений и зданий.

В современных условиях изменились технические и экономические предпосылки использования бетонов в строительстве. Появились и с каждым годом все шире применяются в технологии и изготовлении бетона композиционные вяжущие, суперпластификаторы и другие эффективные модификаторы структуры и свойств бетона, тонкодисперсные минеральные наполнители, новое эффективное оборудование. А так же решающим фактором в рыночной экономике стало качество и стоимость материала, скорость возведения объектов, расширение архитектурно-строительных решений на основе применения новых бетонов. Вместе с тем новые технико-технологические возможности, особенно переход от обычных бетонов к многокомпонентным составам с широким использованием суперпластификаторов, тонкодисперсных наполнителей и других добавок, позволили свести к минимуму повышение расхода воды и цемента в мелкозернистых смесях и резко уменьшить усадку материала, получая в ряде случаев безусадочные мелкозернистые бетоны.
Мелкозернистость структуры материала обладает рядом достоинств, среди которых можно назвать следующие:
- возможность создания тонкодисперсной однородной высококачественной структуры без крупных включений крупных зерен иного строения;
- высокая тиксотропия и способность к трансформации бетонной смеси;
- высокая технологичность - возможность формирования конструкций и изделий методом литья, экструзии, прессования, штампования, набрызга и другими;
- легкая транспортируемость;
- возможность широкого применения сухих смесей с гарантией высокого качества;
- возможность получения материалов с различными комплексами свойств;
- получение специальных видов материала: фибробетона, армоцемента, декоративного, электропроводящего, гидроизоляционного и других;
- возможность получить новые архитектурно-конструкционные решения: тонкостенные и слоистые конструкции, изделия переменной плотности, гибридные конструкции и т.д.;
- многофункциональность материала, т.е. возможность на определенном цементе и песке только за счет варьирования состава, комплексом добавок и технологическими приемами получить конструкционный, теплоизоляционный, гидроизоляционный, декоративный и другие виды бетона;
- возможность широкого применения местных материалов и, как правило, более низкая себестоимость по сравнению с классическим крупнозернистым бетоном.
При внедрении мелкозернистых бетонов в строительстве необходимо учитывать особенности зависимостей их свойств от структуры бетона и свойств используемых составляющих компонентов состава. На прочность мелкозернистого бетона, как и обычного крупнозернистого бетона, оказывают определяющее влияние активность цемента и водоцементное отношение. Однако на прочности мелкозернистого бетона более заметно сказывается качество песка и состав бетона, т.е. соотношение между цементом и песком. Особенно сильно это проявляется в возможностях достижения максимальной прочности бетона. Применение других материалов и модификаторов структуры и свойств изменит количественные показатели прочности мелкозернистого бетона.
В связи с отсутствием в ряде регионов запасов природных песков и крупных заполнителей для бетонов возникает потребность их транспортировки к месту строительства, что существенно увеличивает затраты на возведение зданий и сооружений.
В то же время местные мелкозернистые не рудные материалы, а также отходы и попутные продукты промышленных предприятий, имеющие по своему составу и свойствам показатели, близкие к традиционным заполнителям для бетона, остаются не востребованными и вывозятся в отвалы и на полигоны хранения твёрдых отходов.
Широкое применение данных продуктов ограничено тем, что максимальный размер их частиц составляет не более 3-5 мм, что с одной стороны увеличивает объёмную массу затвердевшего бетона, а с другой снижает его прочностные показатели.
Компания «Дорстэн Проект» совместно с ОАО «ВНИИСтром им. Будникова» провела испытания по применению комплексных добавок для мелкозернистых бетонов с целью использовать полученные данные в дальней работе с покупателями оборудования, предлагаемого на строительный рынок. Было проведено производственное опробование на установке УМПБ - 1.0, компанией «Дорстэн Проект». Приготовление мелкозернистого бетона производилось в вертикальном лопастном смесителе ПБ-1, который рассчитан для получения тяжелых цементно-песчаных бетонов. Дозирование сырьевых компонентов цемента, песка и воды в смеситель проводилась автоматически.
В ОАО «ВНИИСтром им. Будникова» были выполнены исследования технологии, структуры и свойств мелкозернистых бетонов классов В 15 - В 25 на основании известняковых заполнителей с комплексными химическими добавками.
Исследования показали, что применение комплексных химических добавок типа С-3+ЛСТ в малопластичных цементно-печсчанных смесях, приводит к снижению начального водосодержания до 165-175 л/м3 или на 12-20% и к увеличению прочности бетона до 18-28 МПа в возрасте 7 суток и 27-36 МПа в возрасте 28 суток, т.е. позволяет получить мелкозернистые бетоны, расход цемента в которых практически не превышает требования норм для обычных тяжелых бетонов с крупным заполнителем. В жестких цементно-песчанных смесях применение комплексных химических добавок типа С-3+ЛСТ, приводит к снижению начального водосодержания со 140-150 л/м3 до 120-135 л/м3 или примерно на 18-20%, к увеличению средней плотности мелкозернистого бетона с 2250-2270 кг/м3 до 2270-2300 кг/м3 и прочности с 20-23 МПа в возрасте 7 суток и 28-31 МПа в возрасте 28 суток или примерно на 15-20%. При одном и том же расходе цемента и при одинаковой удобоукладоваемости смеси прочность мелкозернистого бетона на известняковом песке ниже, чем на кварцевом, что обусловлено более высокой прочностью заполнителя (кварцевого песка).
На основании планирования эксперимента была установлена оптимальная дозировка компонентов комплексной добавки С-3 +ЛСТ, которая для использования материалов составляет (0,5+0,15)% от массы цемента. Эффективность применения комплексной добавки подтверждена на различных цементах и заполнителях.
Установлено, что на кварцевом песке потери подвижности и повышение жесткости смеси происходят медленнее, чем на известняковом заполнителе, что обусловлено, более высокой пористостью и более высоким водопоглощением известнякового заполнителя.
Показано, что введение комплексной добавки приводит к снижению величины открытой пористости мелкозернистого бетона, уменьшению условного размера пор и повышению их однородности. В частности, объем открытой пористости сократился с 8,3 -11,3 до 6,4 -11,3%,, показатель условного размера пор с 0,7-0,9 до 0,6-0,7, показатель однородности пор по размерам увеличился с 0,5-0,6 до 0,6-0,7. Т.е. структура бетона стала более однородной и мелкопористой.
Выявлено, что эффективным технологическим приемом, улучшающим свойства мелкозернистых бетонных смесей, приготовленных на различных заполнителях, и мелкозернистого бетона, является интенсификация перемешивания. При этом имеет место рост прочности бетона в ранние сроки в 1,26 - 1,44 раза по сравнению с обычным перемешиванием. В дальнейшем у исследуемых бетонов имеет место стабильный рост прочности во времени. Перемешивание смеси в турбулентном смесителе не дало существенного преимущества по сравнению с предварительной активации цементного теста (двухстадийное перемешивание).
Введение химических добавок практически не повлияло на относительное значение основных физико-механических характеристик мелкозернистых бетонов (призменная прочность, модуль упругости, прочность на растяжение и изгиб). При расчете конструкций из мелкозернистого бетона с химическими добавками допустимо использование показателей, указанных в СНИП 2.03.01-85. Испытания показали, что замена кварцевого песка известняковым приводит к незначительному повышению усадки мелкозернистого бетона. Введение комплексной добавки С-3+ЛСТ в цементно-песчаные смеси привело к снижению усадки и к повышению трещиностойкости мелкозернистых бетонов.
На основе портландцемента и кварцевого или известнякового песка возможно получение мелкозернистых бетонов достаточно высокой водостойкости (коэффициент размягчения более 0,9). Введение комплексной добавки приводит к повышению водостойкости бетонов.
Однородная мелкопористая структура мелкозернистого бетона обусловливает его достаточно высокую морозостойкость ( до F 200), водонепроницаемость (до W 8).
На основании выполненных исследований был осуществлен выпуск опытно-промышленных партий изделий из мелкозернистого бетона на известняковом заполнителе с химическими добавками (камней бетонных стеновых вибропрессованных, плит бетонных фасадных).

ООО «Дорстэн Проект»,
127006,Москва
ул.Долгоруковская,д.33,стр.6
Тел/факс: (095) 978-23-11,
978-16-58,
504-79-54,
291-79-45.
www.penobeton.ru
dstpro@mail.ru
Гусенков С. А.
ОАО «ВНИИСтром им. Будникова»

вернуться к списку статей