Физико-технические свойства порошкового бетона

с использованием отечественного СП С-3

№ п/п	Наименование свойств	Единица измерения	Показатели
1	Плотность	кг/м3	2300-2350
2	Пористость	%	4,8-6,5
3	Прочность при сжатии	МПа	128-136
4	Прочность на растяжение при изгибе	МПа	14-16
5	Прочность на осевое растяжение	МПа	4,5-5,2
6	Модуль упругости	ГПа	0,46-0,47
7	Коэффициент Пуассона	–	0,26-0,30
8	Усадка	мм/м	0,24-0,28
9	Водопоглощение	%	1,8-2,4
10	Морозостойкость	циклы	> 500

Из результатов испытаний следует, что кроме радикального повышения механических свойств существенно уменьшаются водопоглощение и усадка и значительно возрастает морозостойкость бетона. А улучшение этих свойств непосредственно определяют повышение долговечности. Исследования свидетельствуют, что высокая плотность бетона, снижение капиллярной пористости обеспечивают бетону значительное сопротивление проникновению жидких агрессивных сред и газов (хлоридов, углекислого газа и др.)

Как свидетельствуют зарубежные данные, при 3%-ном армировании, прочность при сжатии достигает 180-200 МПа, при осевом растяжении – 8-10 МПа. Ударная прочность возрастает более чем десятикратно.

Возможности порошковых бетонов далеко не исчерпаны, учитывая эффективность гидротермальной обработки и влияние ее на увеличение доли тоберморита, и, особенно, ксонотлита, который образуется при высоких температурах и давлениях водяного пара. В этом случае можно ожидать повышения прочности до 300-400 МПа и выше.

В заключение этого раздела следует упомянуть о дискуссиях, происходящих на конференциях или о появляющихся статьях в литературе о нанотехнологиях в бетоне. Модный термин перекочевал в технологию бетона, видимо, для того, чтобы она не отставала от современности, хотя нанотехнология используется в цементных композитах начиная со второй четверти прошлого столетия в асбоцементных изделиях. Асбестовые серпентиновые волокна по форме и размерам мало отличаются от многомерных нанотрубок. Асботрубки имеют внутренний диаметр 70 нм, наружный – 240-260 нм. Прочность волокон достигает 2000-4000 МПа. Содержание их в асбецементе составляет 12-20% от массы портландцементы. Чрезвычайно высокая прочность на осевое растяжение 10-25 МПа, на растяжение при изгибе 20-40 МПа, достигается несмотря на относительно невысокую прочность цементной матрицы (R_сж=60-100 МПа). На новом этапе развития углеродистых нанотехнологий в бетоны вводятся минимальные количества наночастиц, углеродных «усов», фуллеренов и, якобы, достигаются серьезные изменения в структуре и прочности бетона. Углеродные «усы» имеют самую высокую на земном шаре прочность – 7000 МПа. Но они не в состоянии глобально изменить структуру обычного цементного камня, имеющего огромное количество «слабых» мест, вследствие присутствия портландита. А армировать слабый материал суперпрочными (и очень дорогими) наночастицами бессмысленно и неэкономично. Это равносильно имеющемуся прошлому опыту, когда армировали непластифицированную бетонную смесь для бетонов марок 400-600 стальной фиброй в количестве 7-9% по объему и более (550-700 кг стали на 1 м³ бетона!). Выдергивание, а не разрыв фибр был очевиден из-за низкопрочной матрицы бетона. Поэтому некоторое повышение прочности достигалось сопротивлением колоссального количества суммированных «выдергиваний» фибры. Но это было в 1970-1985 гг. Сейчас такое повышение привело бы к удорожанию 1 м³ дисперсно-армированного бетона на 12000-17000 руб!).

Таким образом, для того, чтобы модифицировать бетон фуллеренами, армировать его углеродными волокнами (или высокопрочной дисперсной арматурой) необходимо повысить прочность матрицы, исключить слабые участки. Современные достижения в реологии и химии цементно-минеральных порошковых смесей и СП убедительно реализованы за рубежом более доступными методами и в России их необходимо незамедлительно использовать.

Еще одна дискуссия: сохраняется или не сохраняется СП в бетоне в исходном виде или связывается органоминеральные соединения с С₃А, влияет ли СП или это соединение в структуре бетона на его прочность. Эта дискуссия порождает ненужные, бесцельные споры. Особовысокопрочные бетоны с СП свидетельствуют, что 0,7-1,0% его при наличии каменной муки, МК позволяют получать прочность на сжатие 200-250 МПа, а в лабораториях до 300-400 МПа.