Высокопрочный бетон. Как это сделано

16 September 2018

Качество классических бетонов зависит от расхода цемента.

Свойства высокопрочных бетонов зависят от добавок.

Как следует из названия, основной критерий нового бетона – повышенная твердость. Это минимум класс В40, прочность на сжатие от 60 МПа и выше.

Фото by vikaizpermi  https://www.instagram.com/p/Bivxt5vBBNt/
Фото by vikaizpermi https://www.instagram.com/p/Bivxt5vBBNt/

В России самый высокопрочный бетон – В90 - заявлен на строительстве комплекса «Москва Сити».

Бетонная смесь состоит из твердых, жидких и газообразных веществ — воздуха, воды, цемента, крупных и мелких заполнителей.
Размеры твердых частиц могут отличаться друг от друга в миллион раз.
Основные компоненты бетонного раствора
Основные компоненты бетонного раствора

Получится ли смесь в принципе, зависит от соотношения твердых частиц и воды. Если оно оптимально, то молекулы воды окружат твердые частицы, уплотнятся и образуют между собой связи – кристаллическую структуру. Если воды больше чем надо – будет расслоение: лужи наверху и крупные фракции внизу. При нехватке воды тоже ничего не выйдет.

Расслоение смеси
Расслоение смеси

Если раствор получился, то следующая опасность – капиллярные поры.

Вот они. Фото prizmaooo.ru
Вот они. Фото prizmaooo.ru

Это полости, размером от 0,01 до 10мкм, заполненные водой.

После того, как вода стягивается в структуру, в полостях возникает вакуум. Туда подсасывается вода или воздух из окружающей среды.

При минус 2-3 С вода в порах замерзает и увеличивается в объеме. Лед «рвет» бетон. Через несколько циклов заморозки образуются микротрещины.

Поры – главный дефект бетона. К счастью, почти все они сосредоточены в одном месте – цементном камне.

Фрагмент порового пространства цементного камня. Фото bezogr.ru
Фрагмент порового пространства цементного камня. Фото bezogr.ru

Объем цементного камня в бетоне – 25-30%. Он – слабейшее звено. Если его будет меньше или вовсе не будет – пористость уменьшится. Именно в эту мишень и бьют добавки.

Например – микрокремнеземы. Это – шарообразные частички кремнезема, размером около 0,1 мкм. Тысячи таких гранул окружают зерна цемента, уплотняют смесь, заполняя все пустоты.

Еще одна группа – суперпластификаторы (полимеры). Увеличивают подвижность и текучесть смеси. Формируют структуру бетона на начальной стадии, уменьшая объем цементного камня.

Цементный камень, возраст — 28 суток, увеличение в 1000 раз. Фото science-education.ru
Цементный камень, возраст — 28 суток, увеличение в 1000 раз. Фото science-education.ru
Цементный камень, с добавкой микрокремнезема. Возраст — 28 суток, увеличение в 1000 раз. Фото science-education.ru
Цементный камень, с добавкой микрокремнезема. Возраст — 28 суток, увеличение в 1000 раз. Фото science-education.ru

Что еще можно «нахимичить»

С помощью добавок теперь можно заранее спроектировать многие качества бетона – морозостойкость, устойчивость к химической агрессии, сделать бетон подвижным, изменить сроки затвердения. Теперь он даже укладываться может сам. С помощью добавок такой бетон самоуплотняется - этап вибрирования раствора больше не нужен.

Декабрь 2015. Строительство Лахта Центра - из высокопрочного бетона.
Декабрь 2015. Строительство Лахта Центра - из высокопрочного бетона.

Другие подробности о строительстве небоскреба Лахта Центр в Санкт-Петербурге - в материалах нашего канала. Подписывайтесь! Читайте!