CC BY
18УДК 624.012.4
И.Н. ЧЕРНОВ, канд. техн. наук,
группа компаний «Единая Торговая Система» (Санкт-Петербург)
Современные материалы
для производства бетонных конструкций
Группа компаний «Единая Торговая Система» является одним из крупнейших поставщиков строительной химии. В настоящее время в ГК ЕТС входит 15 компаний; она имеет свои офисы и склады в России, Украине, Казахстане, Швеции, Голландии и Китае. Головной офис ГК ЕТС расположен в Санкт-Петербурге, общая площадь его складов составляет более 17 тыс. м2, количество сотрудников превышает 200 человек.
ГК ЕТС поставляет химические продукты более чем от 150 зарубежных производителей, среди которых Akzo Nobel (Голландия), BASF (Германия), LG (Южная Корея), Sika (Швеция), Dairen (Тайвань), DuPont (США) и др.
Для изготовления ЖБИ ГК ЕТС поставляет широкий спектр добавок:
— поликарбоксилатные пластификаторы;
— воздухововлекающие добавки;
— ускорители твердения;
— форморазделительные масла;
— поверхностный замедлитель схватывания бетона;
— противоморозные добавки, специальные волокна, предназначенные для армирования бетона. Железобетонные конструкции являются самым
распространенным элементом современного строительства. Готовые конструкции должны иметь наряду с важными положительными свойствами (устойчивостью к растягивающим и сжимающим нагрузкам) хороший внешний вид, конкурентную цену, индивидуальные архитектурные решения, например поверхность с обнаженным заполнителем.
Некоторых материалы для производства бетонных изделий малоизвестны российскому рынку, но широко применяются за рубежом.
Специальные текстильные материалы для бетонных конструкций. В строительных конструкциях уже более 100 лет в качестве арматуры для бетона используются стальные элементы, при этом сталь в железобетонных конструкциях воспринимает главным образом растягивающие нагрузки, а бетон — сжимающие. Неоспоримо, что железобетонные конструкции обладают рядом важных положительных свойств: увеличивают вязкость, усталостную прочность, динамическую прочность, сопротивление порообразованию и снижают образование усадочных трещин. Но существуют и недостатки. Их масса велика, металлическая арматура ограничивает размеры и форму выпускаемых изделий. Кроме того, стальная арматура подвержена коррозии, что вызывает разрушение бетона.
Одним из путей повышения надежности и долговечности, а также существенного снижения нагрузок от собственной массы при использовании бетонных конструкций является применение для армирования текстильных материалов. Текстильные материалы, используемые для армирования бетона, включают различные структурные уровни: волокно, нить, полотно. Во многих случаях металлический каркас может быть с успехом заменен текстилем.
Основная область его применения находится там, где применение стальной арматуры ограничено. Бетонные изделия с текстильным армированием могут изго-
www.rifsm.ru
научно-технический и производственный журнал
44
март 2010
Ы ®
Тип волокна Плотность, г/см3 Прочность, МПа Удлинение при разрыве,% Модуль упругости, ГПа
Арамидные 1,44 3000-5000 3-5 80-130
Стеклянные 2,5-2,6 1500-2000 2-3 70
Углеродные 1,7-2 3000-7000 2-3 150-350
Стальные 7,8-8 400-900 10-15 200
тавливаться толщиной от 10 мм, что не всегда может быть достигнуто при использовании стандартной стальной арматуры. Более того, из-за исключительно выгодного соотношения массы и прочности данные структуры могут быть весьма полезными при производстве тонкостенных строительных конструкций, реставрации различных архитектурных элементов, при усилении и армировании стен старых зданий, а также при изготовлении и реставрации различных фасадных элементов. Текстильно-армированные изделия могут быть также использованы для противостояния разрушающему воздействию влаги в бетонных настилах, парапетах, стенках, бордюрах. Другими примерами использования могут служить области, где необходима высокая коррозионная стойкость и низкая электропроводность.
Современные тенденции в производстве бетонных конструкционных материалов, армированных текстилем, заключаются в расширении области их применения: от второстепенных не несущих нагрузки элементов до первостепенных несущих конструкционных элементов. В строительных работах часто возникает необходимость создания легких конструкций, таких как арки, перекрытия входов, навесов, козырьков, карнизов и декоративных элементов — бордюров, рельефов и др. Бетонные конструкции на текстильной основе становятся передовым строительным материалом, особенно подходящим для разнообразных легковесных строительных конструкций.
Механические свойства армированного бетона зависят от свойств армирующих текстильных материалов — прочности, удлинении при разрыве, модуля упругости, геометрических параметров (длина, диаметр, форма), объемной доли волокон, адгезии к бетонной матрице и др. Основные преимущества текстильно-армированного бетона состоят в:
— отсутствии коррозии;
— возможности создания более тонких и легких
конструкций;
— возможности создания сложных форм за счет превосходной драпируемости;
— легкости обращения с полотнами;
— увеличенной долговечности конструкции.
Вследствие относительной дешевизны при армировании бетона используются щелочестойкие стеклянные волокна и нити. Также могут быть использованы ара-мидные, углеродные и высокомодульные полиэтиленовые волокна и нити, а также текстильные полотна из них. Технические характеристики волокон представлены в таблице.
Бетон, армированный стеклянными волокнами, представляет собой материал, наполненный щелоче-
стойкими стекловолокнами (AR glass fibers). Он производится одновременным формированием панелей из строительного раствора и рубленых стеклянных волокон. Объемная доля стекловолокон может достигать 5%.
Пример такого волокна — продукт Cem-sil 61/2 от компании Ocr.
Технические характеристики бетона, армированного стекловолокнами
Плотность в сухом состоянии, кг/м3 ..............1700-2250
Ударная вязкость по Шарпи, кг-мм/мм2..............1,1-2,5
Прочность при сжатии, кг/см2 .....................490-840
Предел прочности на растяжение при изгибе,
кг/см2 .......................................210-320
Модуль упругости, МПа .........................1-2,5104
Удлинение при разрушении, %.....................0,6-1,2
Теплопроводность, Вт/(м-°С).....................0,52-0,75
Водонепроницаемость по ГОСТ 12730 .............W6-W20
Коэффициент фильтрации, см/с ..................10-8-10-10
Морозостойкость по ГОСТ 10060.0 ..............F150-F300
Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Необходимо обратить внимание, что в бетонных конструкциях матрица разрушается раньше, чем реализуются прочностные свойства волокна. Таким образом, армирование волокном становится эффективным главным образом после трещины матрицы, т. е. волокна будут способны воспринимать нагрузку после разрушения матрицы. Волокна с низким модулем упругости (полиэтиленовые и полипропиленовые) показывают плохое сцепление с бетонной матрицей, тогда как арамидные, углеродные, стеклянные обеспечивают прочное сцепление.
Не менее важный вопрос для ЖБИ — это внешний вид. В настоящее время существует множество предложений по форморазделительным маслам. Группа компаний «Единая Торговая Система» предлагает специально рафинированное минеральное масло Pieri LM 6-13. Данное масло содержит присадки, обладающие свойствами активного разделения и подавления образования коррозии. В результате нанесения масла на поверхности опалубки образуется разделительный слой, который пред-отвращает прямой контакт опалубки с готовым изделием, а также делает возможной легкую, быструю и чистую распалубку. Масло Pieri LM 6-13 является одним из самых популярных продуктов в Скандинавии, где выдвигаются наиболее жесткие требования по защите окружающей среды.
Кроме того, появился новый продукт Pieri LM33, который является твердым разделительным воском, обеспечивающим высокое качество поверхности архитектурного бетона. Он идеально подходит для малых архитектурных форм. Образует тонкую восковую пленку на поверхности формы, устойчивую к действию дождя и сильному абразивному действию бетона.
В странах Западной Европы очень большое внимание уделяют дизайну изделий, фактуре поверхности. Для этой цели компания Grace разработала архитектурный поверхностный замедлитель схватывания для формованного бетона Pieri DRC 6. Он создает поверхность бетона с обнаженным заполнителем. Глубина достигаемого травления определяется типом используемого Pieri DRC и варьируется от 1 до 40 мм. Эффект достигается за счет предотвращения твердения цемента.
■f: ■ научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru
¿VJ : ® март 2010 45
