Бетон на современном этапе развития инжиниринговых технологий является основным применяемым материалом в любом строительстве.
Это обусловлено тем, что обладая специфическими свойствами, бетон придает надежность возводимым объектам любой сложности. Данный строительный материал – самый популярный на сегодняшний день.
Иван Андриевский, председатель Совета директоров «Инжиниринговой компании «2К», рассуждает о разновидностях бетона, его свойствах, технологии современного производства и перспективах дальнейшего совершенствования.
«На сегодняшний день качественный уровень изготавливаемого бетона, а также многообразие различных модификаций позволяет применять этот материал при строительстве сооружений и объектов различной степени сложности с учетом уровня воздействия местных природно-климатических факторов.
Бетон является результатом оптимально подобранного состава компонентов и тщательного размешивания бетонной смеси, которая обладает определенными свойствами.
Бетонной смеси свойственна тиксотропия – способность при механических воздействиях разжижаться, а в спокойном состоянии загустевать. Именно поэтому транспортировка в миксере не позволяет смеси твердеть вплоть до самой заливки.
Также характеристикой смеси является ее удобоукладываемость – способность заполнять собой форму не теряя своей однородности. Чтобы оценить смесь по данному показателю следует провести анализ согласно трем критериям: подвижность, характеризующая собой ее структурную прочность; жесткость – показатель ее динамической вязкости; связность – определяется степенью водоотделения после отстаивания смеси, что отражает однородность ее структуры.
Бетон обладает самыми различными эксплуатационными свойствами. Одним из таких свойств является подверженность деформациям.
Бетону свойственны два вида деформаций: упругие и пластические (ползучие). Упругими называются деформации, возникающие при непродолжительном воздействии силы и способные, в определенной степени, восстанавливаться с течением времени. Коэффициент упругости зависит от марки бетона, применяемого заполнителя, от степени пористости. Соответственно, чем выше марка бетона, плотность заполнителя, а также ниже пористость, тем выше его упругие характеристики, и наоборот. Это позволяет управлять упругостью бетона, изменяя его структуру и состав.
При воздействии на бетон длительных нагрузок возникают пластические деформации, или так называемое свойство ползучести. Данное свойство характеризуется постепенным увеличением деформаций при долговременном воздействии нагрузок, а также отсутствием процесса восстановления. Степень деформаций также напрямую зависит от марки бетона и его заполнителей. Вероятность возникновения ползучести увеличивается при несоблюдении технологических требований при вызревании бетона.
В процессе твердения происходит сокращение размеров бетонных конструкций, что принято называть усадкой бетона. Данное свойство приводит к увеличению напряжения, а также возникновению микротрещин на поверхности бетона. В некоторых видах объектов, к примеру, в надводной части гидротехнических сооружений, уровень влажности бетона в течение суток может изменяться, что приводит к систематическому набуханию и усадке. При неправильно подобранном типе бетона данные явления могут привести к разрушению конструкции.
Применяемый в строительстве бетон должен обладать определенными качественными характеристиками: морозостойкостью, водонепроницаемостью, теплопроводностью, радиационной стойкостью.
Технология создания бетона, его транспортировки, защиты и обследования непрерывно совершенствуются. Данная сфера бурно развивается и на сегодняшний день так называемые «нанобетоны» объединяют под собой целый класс бетонов. Они подразделяются на легкие, средней прочности и нанобетоны высокой и сверхвысокой прочности, каждый из которых специализирован под строительство объектов различной степени сложности и назначения.
Нанобетоны отличаются повышенной прочностью и гораздо меньшим весом по сравнению с обычным бетоном. Однако на этом их различие не заканчивается. Состав и технология производства также отличаются от традиционных.
Отличие технологической части заключается в том, что смешивание модифицированной микрофибры и вяжущего вещества происходит в сухом виде. Лишь затем подаются вода, добавки и заполнители. Также положительным моментом является то, что производство нанобетона не требует замены или модификации имеющегося оборудования.
Преимущества, извлекаемые при применении нанобетона, следует рассмотреть более детально.
Во-первых, при применении данной технологии снижается вес возводимых конструкций и сооружений, что уменьшает создаваемое в них напряжение.
Во-вторых, несмотря на меньшую массу такого бетона, его прочность в среднем в два раза выше, по сравнению с обычным бетоном. Данная характеристика имеет значение при возведении мостов, подземных сооружений, взлетно-посадочных полос, так как данные объекты наиболее остро подвержены воздействию разрушающих факторов.
В-третьих, себестоимость такого материала в среднем на 10-20% выше, при превышении качественных характеристик в 4-6 раз. Однако, к примеру, при производстве пенобетона с применением нановеществ, его себестоимость ниже в три раза, по сравнению с обычным, при том же качественном превосходстве. Все это говорит о получении экономического преимущества при использовании данной технологии.
По мнению Ивана Индриевского, у нанотехнологий в строительной сфере большое будущее. При повсеместном внедрении они позволят улучшить качество производимых материалов, что положительным образом скажется на продолжительности эксплуатации возводимых объектов. Социальная значимость заключается в экологичности нанобетона, а также снижении себестоимости производства бетона, как и всего строительства.
Дальнейшее совершенствование строительных технологий, в частности в области создания, защиты и контроля состояния бетона, позволит российским компаниям занять лидирующие позиции на международном рынке. С учетом научного потенциала отечественных инженеров данная перспектива представляется вполне осязаемой и реализуемой.
