Высококачественные бетоны.
Один из наиболее актуальных аспектов современного бетоноведения - применение и совершенствование нового поколения бетонов, получивших в мировом научном сообществе название High Performance Concrete. Появление таких бетонов открыло новую эру в строительстве.
Бетоны этой группы отличаются высокой прочностью и коррозионной стойкостью, водонепроницаемостью и морозостойкостью, регулируемой деформативностью. Этот набор качеств позволил реализовать с использованием High Perfomance Concrete такие грандиозные строительные проекты, как мост через пролив Акаси в Японии (длина центрального пролета составляет 1990 м), тоннель под Ла-Маншем, 125-этажный небоскреб высотой 610 м в Чикаго.
Высококачественные бетоны обеспечивают гарантированные высокие параметры эксплуатационной надежности зданий и сооружений в условиях сложных воздействий окружающей среды и нагрузок. Их применение способствует значительному сокращению сроков строительства и уменьшению инвестиционных рисков. Все это крайне важно для страховых компаний и других участников современного инвестиционного процесса.
Широкая номенклатура созданных учеными и специалистами эффективных материалов и апробированных технологических приемов позволила в 1980-90-х гг. с использованием опытных, опытно-промышленных установок и стендов, а также в условиях промышленного производства отработать принципиально новые эффективные технологические схемы получения новых видов бетонов с широким диапазоном эксплуатационных характеристик за счет варьирования в широких пределах вида сырьевых материалов (вяжущих и заполнителей), разновидностей, способа и стадии введения химических модификаторов и активных минеральных добавок, оптимизации состава многокомпонентного бетона и целенаправленного управления технологией.
В российском бетоноведении под высококачественными бетонами понимают легкоукладываемые бетоны на гидравлических вяжущих, сочетающие высокие показатели прочности (классы по прочности на сжатие - от В 40 до В 90, что соответствует маркам по прочности М600-М1200 и более) и темпов твердения (прочность в возрасте суток естественного твердения - не менее 25-30 МПа) с требуемыми показателями строительно-технических свойств. Это водонепроницаемость W 12 и выше, морозостойкость F 400 и выше, истираемость не более 0,3-0,4 г/см2, водопоглощение 1- 2,5 мас%, а также высокие сопротивляемость проникновению хлоридов и газонепроницаемость. Кроме того, это регулируемые показатели деформативности (в том числе компенсация усадки бетона в возрасте 14-28 сут. естественного твердения).
Впервые в российской практике строительства были получены и применены высокопрочные и быстротвердеющие бетоны с прочностью на сжатие до 200 МПа, сочетающие высокие показатели морозостойкости (F 1000 и выше) и водонепроницаемости (W 20 и более) со стабильностью объема и повышенной стойкостью к различным агрессивным воздействиям и высокими декоративными свойствами.
В период с 1985 по 1998 гг. в области высококачественных бетонов специалистами НИИЖБ совместно с привлеченными организациями было разработано:
Во-первых, теоретические основы получения эффективных высококачественных бетонов различного назначения и повышения эксплуатационной надежности путем управляемого структурообразования на всех этапах производства за счет использования композиционных вяжущих веществ, применения комплексных химических модификаторов и активных минеральных компонентов.
Во-вторых, полифункциональные химические модификаторы бетона различного назначения (суперпластификаторы, пластификаторы, регуляторы твердения и структуры бетона). Были оптимизированы составы модификаторов и условия их применения в зависимости от требуемого технического эффекта и способа введения, в том числе при приготовлении бетонных смесей или на стадии получения композиционных вяжущих.
В-третьих, составы и технология применения широкой гаммы активных минеральных компонентов, в том числе конденсированного микрокремнезема и расширяющих добавок, используемых как при приготовлении бетонных смесей, так и при получении композиционных вяжущих и предназначенных для снижения расхода клинкерного компонента, повышения прочностных характеристик и коррозионной стойкости бетонов, повышения их водостойкости и трещиностойкости, компенсации усадочных деформаций и регулирования процессов структурообразования.
Наконец, в-четвертых, составы и технология получения композиционных вяжущих. Названная технология предусматривает механохимическую активацию компонентов в присутствии полифункциональных модификаторов и минеральных добавок. Целью инициирования данного процесса является придание цементному камню специальных свойств - высокой прочности (от 60 до 120 МПа), ускоренных темпов твердения, высоких показателей по морозостойкости и сульфатостойкости, а также отсутствия деформаций усадки.
Высококачественные бетоны широко применяются при строительстве монолитных и сборно-монолитных специальных сооружений, покрытий аэродромов, взлетно-посадочных полос, монолитных конструкций стартовых комплексов для космических систем. Разработанная технология позволяет быстро осуществить диверсификацию производства и перейти на выпуск социально значимой продукции, что позволит обеспечить безопасность зданий и сооружений, повысить их архитектурную выразительность.
С 1985 по 1998 гг. в строительстве различных гражданских объектов и специальных сооружений России с использованием новых бетонов было изготовлено и применено более 1 млн. м2 сборных и монолитных железобетонных конструкций.
