§ 51. Специальные виды тяжелых бетонов

Специальные тяжелые бетоны в отличие от обыкно­венного бетона характеризуются специфическими свой­ствами, которые позволяют эффективно использовать их для различных видов строительства. К специальным бе­тонам относят гидротехнические, дорожные, декоратив­ные, кислотоупорные и жаростойкие, а также бетоны для защиты от радиоактивных воздействий.

Гидротехнический бетон в отличие от обычного тяже­лого бетона характеризуется повышенной плотностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью, низким теп­ловыделением, стойкостью против воздействия агрессив­ных вод. Для придания бетону таких свойств применяют сульфатостойкий и пуццолановый портландцемента, вы­сококачественные заполнители с хорошо подобранным зерновым составом, обеспечивают тщательное приготов­ление и укладку бетонной смеси, а также правильный уход за твердеющим бетоном.

Тонкомолотые гидравлические и инертные добавки в составе вяжущего повышают антикоррозионные свойст­ва гидротехнического бетона и уменьшают его тепловы­деление и усадку. Для снижения водопотребности бетон­кой смеси и расхода цемента, повышения плотности и морозостойкости гидротехнического бетона применяют пластифицирующие и гидрофобные добавки (СДБ, мы­лонафт и др.).

Гидротехнический бетон по величине предела прочно­сти при сжатии разделяют на марки: М 100—М 400. Прочность при сжатии гидротехнического бетона опре­деляют в возрасте 180 сут. По морозостойкости гидро­технический бетон имеет марки Мрз 100—Мрз 400, по степени водопроницаемости — марки В2—В12.

Выбор бетона той или иной марки зависит от вида и назначения бетонируемых конструкций гидротехничес­кого сооружения. Особенно высокие требования предъ­являют к бетону для наружных частей гидротехнических сооружений, подвергающихся непосредственному воздей­ствию окружающей среды (многократное замораживание и оттаивание, увлажнение и высыхание, воздействие во­ды, льда, наносов и т.п.).

Дорожный бетон применяют для устройства покры­тий на автомагистралях, дорогах промышленных пред­приятий и городских улицах. В процессе эксплуатации покрытия подвергаются не только воздействию транс­портных средств, но и влиянию атмосферных условий (многократное увлажнение и высыхание, замораживание и оттаивание), поэтому к дорожному бетону предъявля­ют повышенные требования по прочности, плотности из- носо- и морозостойкости.

Дорожный бетон должен иметь достаточно высокую прочность на изгиб в пределах 4—5,5 МПа при марках М 300—М 500, морозостойкость его обычно характеризу­ется марками Мрз 150 и Мрз 200.

Для приготовления дорожного бетона рекомендует­ся портландцемент пластифицированный или гидрофоб­ный марки 500 из клинкера с содержанием трехкальцие- вого алюмината не более 8%. В качестве заполнителей для дорожного бетона используют очищенные от приме­сей природные пески и щебень из плотных горных пород (граниты, габбро и др.).

Применение малопластичных и жестких бетонных смесей, укладываемых и уплотняемых при помощи спе­циальных машин, дает возможность получать плотные, прочные и долговечные дорожные покрытия. Во время твердения бетона необходимо исключить преждевремен­ное его обезвоживание или замораживание.

Декоративные бетоны в последние годы все шире ис­пользуются для повышения эстетической выразительно­сти зданий и сооружений. Их предназначают для ограж-. дающих конструкций жилых и общественных зданий, декоративных плит для наружных и внутренних стен, лестничных маршей, элементов фасада, в деталях малых архитектурных форм, для изделий специального назна­чения.

Бетон данного вида получают за счет применения цветных составляющих — белого и цветного цементов, щелочестойких пигментов, заполнителей из цветных гор­ных пород. Декоративный эффект достигается фактурной обработкой поверхности серого и цветного бетона.

Декоративный бетон наряду с требованиями к его цвету и внешнему виду должен удовлетворять повышен­ным требованиям в отношении прочности, плотности и долговечности, так как он является наружным слоем железобетонных изделий и в первую очередь подверга­ется атмосферным воздействиям, а в ряде случаев и ис­тиранию. Марка декоративного бетона обычно М 150, а морозостойкость —Мрз 50.

Для получения разнообразной фактуры декоративный бетон поверхностного слоя изделий подвергают различ­ным видам обработки.

Жаростойкий бетон в отличие от обычного тяжелого бетона характеризуется способностью сохранять в задан­ных пределах свои физико-механические свойства при длительном воздействии высоких температур. В зависи­мости от степени огнеупорности жаростойкие бетоны разделяют на высокоогнеупорные с огнеупорностью свы­ше 1770°С, огнеупорные— 1580—1770°С и жароупор­ные — ниже 1580 °С.

Для приготовления жаростойких бетонов в качестве вяжущих используют глиноземистый цемент, портланд­цемент, шлакопортландцемент и жидкое стекло с добав­кой кремнефтористого натрия. Заполнителями и тонко­молотыми компонентами служат металлургические шла­ки, бой керамических и огнеупорных материалов, ба­зальт, диабаз, андезит, артикский туф и др.

Жаростойкие бетоны в зависимости от вида исходных материалов имеют марки М 100—М 250. Из жаростойких бетонов выполняют футеровку про­мышленных печей, поды вагонеток туннельных печей, фундаменты доменных и мартеновских печей, возводят дымовые трубы и др. Употребление жаростойких бето­нов способствует сокращению сроков строительства, сни­жению стоимости и уменьшению трудовых затрат.

Особо тяжелые бетоны применяют для защиты обслу­живающего персонала атомных электростанций от ра­диоактивных излучений.

Установлено, что наиболее опасные для человеческо­го организма 7-лучи и нейтронное излучение эффективно поглощает бетон, который имеет высокую плотность и содержит в своем составе компоненты с большим коли­чеством химически связанной воды.

Особо тяжелые защитные бетоны приготовляют на заполнителях: магнетите, лимоните, барите, металличес­ком скрапе, чугунной дроби и т. п. Плотность таких бе­тонов зависит от вида заполнителя и достигает у бетона с магнетитовым заполнителем 4000, а с чугунной дробью 5000 кг/м³.

В качестве вяжущих для защитных бетонов использу­ют портландцементы, шлакопортландцементы и глинозе­мистые цементы. С целью повысить защитные свойства гидратных бетонов (названных так в связи с большим содержанием химически связанной воды) в их состав вводят добавки: карбид бора, хлористый литий и др.

Прочность и долговечность особо тяжелых бетонов такие же, как у обычных тяжелых бетонов.

Бетонополимеры представляют собой бетоны, поры которых заполнены полимерами в результате специаль­ной обработки. Бетон пропитывают петролатумом, раз­бавленными смолами, битумом, серой, жидкими мономе­рами (метилметакрилатом или стиролом), полимерами (эпоксидными и полиэфирными смолами) и различными композициями на их основе. При этом значительно по­вышаются механические, физические и химические свой­ства бетона. Например, прочность бетона при сжатии по­вышается до 200 МПа, а водонепроницаемость, морозо­стойкость и долговечность увеличиваются в несколько раз.

Пропитка полимерами повышает стоимость бетона, поэтому ее осуществляют, когда она экономически оп­равдана (бетонополимерные изделия, работающие в су­ровых климатических или агрессивных условиях).