Технология строительных материалов специального назначения.

Классификация бетонов. Материалы для бетона. - Существует несколько классификаций бетона, основная из которых классификация по средней плотности. По данному признаку различают 5 типов бетона: 1. Особо тяжелый. Плотность такого бетона составляет примерно 2500кг/м3 и более. В качестве заполнителя используются обрезки стали, магнетит, железная руда. К такому типу относятся сталебетон, баритовый и магнетитовый (их название напрямую зависит от основного наполнителя). Особо тяжелый бетон применяют при строительстве особых конструкций. Например, для защиты от воздействий радиации, он используется при строительстве АЭС. 2. Тяжелый. Имеют плотность от 2000 до 2500кг/м3. В качестве заполнителя используется известняк, гранит и другие горные породы, а также плотный песок. Он широко применяется в тяжелой промышленности – строительство несущих опор зданий и сооружений, фундаментов, зданий с повышенным радиационным фоном. 3. Облегченный. Плотность такого бетона от 300 до 2000кг/м3. Основной заполнитель – щебень. Его относят к разновидности обычного бетона, широко применяемого в строительстве жилых домов, закладке фундаментов и стен. Основное преимущество такого вида бетона – его вес, который позволяет применять его в различных областях. 4. Легкий. Средняя плотность их составляет 500 – 1800кг/м3. В качестве заполнителя применяют керамзит, пемза, то есть в основном пористые заполнители. В свою очередь этот тип бетона делится на 2 вида: • Конструктивно-теплоизоляционный бетон, средняя плотность которого от 500 до 1400кг/м3. • Конструктивный бетон с плотностью от 1400 до 1800кг/м3. Такой бетон широко применяется при строительстве многоквартирных домов, торговых центров, его легкий вес позволяет широко его использовать в любом из видов гражданского строительства. В зонах с повышенной склонностью к землетрясениям он особенно актуален. 5. Особо легкий. Бетон, который имеет плотность меньше 500кг/м3, называют особо легким. Основной заполнитель – перлит или арболит, достаточно легкие породы. К этому виду относятся газо- и пенобетоны. В основном они применяются при строительстве стен жилых домов, при прокладке перекрытий или создания дополнительных теплоизоляционных условий. Такая классификация бетонов, позволяет учитывать среднюю плотность, а значит заполнитель бетонной смеси, его пористость и средний вес. В зависимости от вида строительства, области применения и назначения, используется определенный тип бетона.

Особенности свойств мелкозернистого бетона. Мелкозернистый бетон для фибробетонных и армоцементных конструкций - Для изготовлении тонкостенных железобетонных конструкций применяют мелкозернистый бетон, не содержащий щебня. Армируя этот бетон ткаными сетками, получают армоцемент — высокопрочный материал для тонкостенных конструкций. Мелкозернистый бетон можно также использовать для изготовления железобетонных конструкций в районах, где отсутствуют щебень и гравийно-песчаная смесь.

Свойства мелкозернистого бетона определяются теми же факторами, что и обычного бетона.

Однако мелкозернистый цементно-песчаный бетон имеет некоторые особенности, обусловленные его структурой, для которой характерны большая однородность и мелкозернистость, высокое содержание цементного камня, отсутствие жесткого каменного скелета, повышенные пористость и удельная поверхность твердой фазы

Зависимости прочности песчаного бетона от его состава.

При В/Ц = 0,3 зависимость прочности от расхода цемента прямолинейна: уменьшение расхода цемента приводит к резкому понижению прочности бетона, так как при малом содержании цемента смесь становится все менее удобообрабатываемой, хуже уплотняется, а ее плотность и соответственно прочность постепенно уменьшаются. Наивысшую прочность показывает в этом случае цементный камень.

При более высоких значениях водоцементного отношения (В/Ц=0,4 и выше) наивысшая прочность бетона достигается при определенном оптимальном соотношении между цементом и песком. При этом соотношении достигается максимальная плотность бетонной смеси.

При меньших расходах цемента удобообрабатываемость смеси постепенно снижается, что затрудняет ее укладку и приводит к постепенному понижению прочности и плотности бетона

При более высоком содержании цемента возрастает количество избыточной воды в бетоне, соответственно увеличивается пористость и понижается прочность.

Для каждого состава бетона имеется оптимальное значение В/Ц, при котором получаются наивысшие прочность и плотности бетона.

Мелкозернистый бетон с микронаполнителем - Для экономии цемента в мелкозернистый бетон иногда вводят микронаполнители — золу, известняковую муку, молотый песок и др. Состав в этом случае определяют обычным методом, рассматривая цемент и микронаполнитель как единое вяжущее. Активность вяжущего и его влияние на водопотребность бетонной смеси зависят от содержания и свойств микронаполнителя. Влияние вяжущего на водопотребность устанавливают предварительными испытаниями. Для ориентировочных расчетов можно принять, что уменьшение активности цемента пропорционально увеличению содержания микронаполнителя: при содержании микронаполнителя 20% активность вяжущего уменьшается на 20%.

Влияние микронаполнителя на водопроводность бетонной смеси можно учесть, если известна его водопотребность. В этом случае количество воды, которое надо добавить к расходу воды или, наоборот, на которое надо уменьшить расход воды

Водопотребность бетонной смеси можно определить раздельным учетом водопотребности цемента и микронаполнителя. Составы бетона обязательно необходимо подбирать в соответствии с ГОСТ 27006-86.

При этом следует учитывать технологические особенности вибропрессующего оборудования.

Главным образом, окончательный состав мелкозернистого бетона зависит от свойств и качества исходных материалов.

Кроме этого, вполне возможно пофракционное разделение песка при приготовлении мелкозернистых бетонных смесей.

В последнем случае дозирование воды не потребует большой точности.

Для этой цели песок сначала просеивают через сито 2,5 мм.

Затем то, что прошло через него, просеивают через более мелкое сито 1,2 мм и получают первую фракцию.

Та масса, которая прошла через сито 1,2 мм, просеивается через сито 0,315 мм и, таким образом, получают вторую фракцию.

Для приготовления бетонной смеси берут от 20% до 50% первой фракции, и от 50% до 80% второй фракции.

Следует, однако, подчеркнуть, что технология приготовления мелкозернистого бетона является ориентировочной, но может, тем не менее, быть использована на конкретном производстве.

Разновидности ячеистого бетона, эффективность их применения- ОПИСАНИЕ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Ячеистый бетон соединяет в себе преимущества, которые могут быть достигнуты только при комбинации различных материалов. Благодаря своей пористой структуре он одновременно массивен и легок. С одной стороны, он прочен и несгораем, как камень, с другой - обладает легкостью и простотой обработки, свойственными дереву. 3аключенный в порах воздух приводит к исключительному теплоизоляционному эффекту. Так, термическое сопротивление ограждающих конструкций из ячеистого бетона в 3 раза выше, чем из керамического кирпича и в 8 раз выше, чем из тяжелого бетона. Ячеистый бетон является единственным стеновым материалом в Республике Беларусь, который может использоваться без дополнительного утепления. В процессе эксплуатации здания из ячеистого бетона расходы на отопление снижаются на 25-30 %. В производстве изделий из ячеистого бетона используется технология заливки в высокоточные формы, изготовленные методом ?лазерной? резки, благодаря чему обеспечивается высокая точность размеров изделий. Точные геометрические характеристи?ки изделий позволяют вести кладку с использованием клеевого раствора, что исключает наличие ?мостиков холода?. Благодаря своей структуре ячеистый бетон легко и точно по размеру пилится, сверлится и фре?зеруется, что позволяет решать вопросы архитектурной выразительности. Благоприятное соотношение веса и объема делает все строительные конструкции удобными для транспортировки и позволяет полностью использовать мощности транспортных средств. Ячеистый бетон, обладая высокими теплозащитными свойствами и теплоаккумулирующей способностью, предотвращает значительные потери тепла зимой и позволяет избежать слишком высо?ких температур летом, исключает резкие колебания температуры в помещениях; позволяет регулировать влажность воздуха в комнате путем впитывания и отдачи влаги, тем самым способствуя созданию благоприятного микроклимата. Ячеистый бетон не только создает максимум удобств, он еще и абсолютно экологичен, то есть. не выделяет токсичных соединений. Согласно проведенным исследованиям, уровень радиоактивности ячеистого бетона значительно ниже допустимых пределов. Коэффициент экологичности ячеистого бетона, по данным Минздрава, составляет - 2, и уступает только дереву (коэффициент - 1). Для примера, этот коэффициент у керамического кирпича составляет 10, а у керамзитобетона - 22. РАЗНОВИДНОСТИ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА Существуют несколько видов ячеистых бетонов. Самые распространенные ? это газобетон и газосиликат. Их производят большинство белорусских комбинатов силикатных изделий (КСИ), ОАО ?Забудова? и др. Газобетон и газосиликат представляют собой ячеистые теплоизоляционные бетоны, получаемые из портландцемента (газобетон) или из смеси извести с молотым кварцевым песком (газосиликат) пут?м вспучивания предварительно приготовленного шлама (теста) с помощью газообразователей (чаще всего это алюминиевая пудра ) и отвердевания в различных условиях (автоклавная обработка или пропаривание). Таким образом, газобетон и газосиликат - это теплоизоляционные л?гкие бетоны, получаемые на основе портландцемента, воды, молотого кварцевого песка и других минеральных материалов. По способу твердения газобетон бывает автоклавный и неавтоклавный, газосиликат - это только автоклавный материал. Главное преимущество газобетона и газосиликата в том что он (при одинаковой плотности) имеет прочность несколько выше, чем пенобетон (за счет автоклавирования).Другая разновидность ячеистого бетона - пенобетон, По своим свойствам и применению подобен газобетону и газосиликату. Он создается путем равномерного распределения пузырьков воздуха по всей массе обычного бетона. В отличие от газобетона, пенобетон получается не при помощи химических реакций, а при помощи механического перемешивания предварительно приготовленной пены с бетонной смесью. Пенобетону (в отличие от газобетона) свойственна преимущественно закрытая структура пористости, то есть пузырьки воздуха внутри материала изолированы друг от друга. Пенобетон практически не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры. Благодаря этим свойствам пенобетон обладает более высокими теплозащитными и морозостойкими характеристиками, нет необходимости в антикоррозийной защите арматуры и использовании специальной штукатурки и покраски. Пенобетон может использоваться в местах повышенной влажности и на стыках холод - тепло, т.е. там, где применение газобетона недопустимо (из-за его высокого водопоглощения). Продукция завода соответствует требованиям СТБ 1117-98 и безопасна для окружающей среды.

 

Тяжелый бетон в условиях повышенных температур. Жаростойкие бетоны на портландцементе - Жаростойкий бетон предназначен для конструкций, испытывающих в процессе эксплуатации длительное воздействие высоких температур.

При нагреве бетона, изготовленного на портландцементе, происходят процессы дегидратации Са(ОН)2 и разложения гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, образовавшихся в процессе твердения цемента. В результате прочность бетона значительно уменьшается, а оксид кальция в последующем под воздействием влаги гидратируется и увеличивается в объеме. Это приводит к растрескиванию конструкций.

Для придания бетону на портландцементе необходимой стойкости к действию высоких температур в его состав вводят тонкодисперсные добавки, содержащие активный аморфный кремнезем, который способен связывать оксид кальция при температуре 700...900°С благодаря реакциям в твердом состоянии. В качестве добавок применяют пемзу, золу ТЭС, шамот, доменный гранулированный шлак. Заполнителями в жаростойких бетонах служат огнеупорные материалы: шамот, бой огнеупорного магнезитового кирпича, корунд, хромитовая руда. В качестве вяжущих используют жидкое стекло, глиноземистый и высокоглиноземистый цементы, периклазовый цемент, фосфатное связующее. Тип вяжущего вещества и заполнителей для жаростойкого бетона выбирают с учетом температуры эксплуатации конструкции.

По степени огнеупорности жаростойкие бетоны разделяют на следующие группы: высокоогнеупорные с огнеупорностью в пределах 1580... 1770 °С и жароупорные с огнеупорностью ниже 1580 °С.

Установлены классы жаростойкого бетона по прочности на сжатие (от В1 до В40). В зависимости от предельно допускаемой температуры применения жаростойкие бетоны подразделяют на классы от 3-го (Т = 300 °С) до 18-го (1800 °С).Тяжелый и легкий жаростойкие бетоны применяют для футеровки печей, котлов, устройства дымовых каналов, труб в сооружениях различных отраслей промышленности: черной и цветной металлургии, химической, энергетической, при производстве строительных материалов.

Химически стойкий бетой изготовляют на специальных вяжущих — синтетических смолах, жидком стекле с полимерной добавкой.

Такой бетон оценивают с помощью коэффициента химической стойкости ^хс, равного отношения прочности образцов, подвергавшихся воздействию агрессивной среды, к прочности контрольных образцов. Чем выше этот коэффициент, тем большей стойкостью обладает бетон. Различают бетоны высокой стойкости (Кхс > 0,8), стойкие (0,5...0,8), относительно стойкие (0,3...0,5) и нестойкие (К^с < 0,3).

Необходимая стойкость бетона обеспечивается применением стойких связующих веществ и заполнителей. К связующим относят фурфурол-ацетоновую, полиэфирную, карбамидную или фурано-зпоксидную смолу, жидкое стекло. Заполнители также должны быть кислотостойкими: кварцевый песок, гранитный щебень. Для повышения плотности бетона и сокращения расхода дорогостоящих смол в бетон вводят кислотостойкие наполнители — кварцевую или андезитовую муку.

Марки химически стойких бетонов по прочности на сжатие находятся в пределах М300...МП00, морозостойкость — 300...1000 циклов.

Бетоны на основе полимерных связующих называют полимербетона-ми, а на основе жидкого стекла с добавками полимеров — полимерсили-катами. Химически стойкие бетоны применяют для изготовления конструкций на предприятиях по производству кислот, минеральных удобрений, цветных металлов, искусственного волокна, целлюлозы, сахара, т.е. в тех случаях, когда бетон на портландцементе быстро разрушается.

Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях- Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях имеют плотность менее 2100 кг / м3, теплопроводность в 1 5 - 2 раза меньше, чем у тяжелых бетонов. Применяют пористые заполнители, выдерживающие действие высоких температур ( 700 - 1000 С): керамзит, вспученный перлит, вермикулит, вулканический туф

Легкие жаростойкие бетоны торкретбетоны применяют в качестве теплоизоляционного слоя и рабочей футеровки печей.

Легкий жаростойкий бетон на пористом заполнителе имеет плотность менее 2100 кг / м3, его теплопроводность в 1 5 - 2 раза меньше, чем у тяжелого бетона. Применяют пористые заполнители, выдерживающие действие высоких температур ( 700 - 1000 С): керамзит, вспученный перлит, вермикулит, вулканический туф.  [4]

Для легких жаростойких бетонов с керамзитовым заполнителем также характерна низкая жаростойкость, которая связана главным образом, с различными коэффициентами температурных деформаций и теплопроводности цементного камня и керамзита, вызывающими дополнительные деструктивные напряжения в цементном камне. Основная причина низкой термической стойкости бетонов на других заполнителях также связана с существенным различием в значениях названных коэффициентов.  [5]

Для изготовления легких жаростойких бетонов применяют гранулированные заполнители в виде керамзита и фосфозита. Технические показатели легкого жаростойкого бетона для футеровки печей на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях приведены в табл. П-2. Для широкого внедрения представляются перспективными футеровки из волокнистых огнеупорных материалов.

Разработан состав особо легкого жаростойкого бетона, в который входят быст-ротвердеющий портландцемент, тонкомолотая силикат-глыба и легкие пористые и волокнистые заполнители.  

Печи футерованы армированным легким жаростойким бетоном, собранным из блоков. Блоки изготавливаются из перлитобетона, вермикулитокерамзитобе - тона или керамзитобетона.  

Вследствие невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон используют в качестве самонесущей конструкции, не воспринимающей дополнительных нагрузок. В печах могут быть применены однослойные и многослойные панели. Толщина слоя футеровки одной панели не превышает 250 мм. Размеры и форма панели определяются конструкцией печи, расположением в ней горелок и с учетом способов транспортирования, производства монтажных к ремонтных работ. Для усиления крупные панели имеют металлическое основание. Возможны варианты футеровки печи нанесением легкого жаростойкого бетона на ее металлический кожух.

Вследствие невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон используют в качестве самонесущей конструкции, не воспринимающей дополнительных нагрузок. В печах могут быть применены однослойные и многослойные панели. Толщина слоя футеровки одной панели не превышает 250 мм. Размеры и форма панели определяются конструкцией печи, расположением в ней горелок и с учетом способов транспортирования, производства монтажных и ремонтных работ. Для усиления крупные панели имеют металлическое основание. Возможны варианты футеровки печи нанесением легкого жаростойкого бетона на ее металлический кожух.

Из-за невысокой механической прочности легкий жаростойкий бетон используют в качестве самонесущей конструкции, не воспринимающей дополнительных нагрузок. В печах могут быть применены однослойные и многослойные панели. Толщина слоя футеровки одной панели не превышает 250 мм. Размеры и формы панели определяются конструкцией печи, расположением в ней горелок и с учетом способов транспортирования, производства монтажных и ремонтных работ. Для усиления крупные панели имеют металлическое основание. Возможны варианты футеровки печи непосредственным нанесением легкого жаростойкого бетона на ее металлический кожух.

Цементно-полимерный бетон. Полимербетоны - В бетонную смесь, в качестве вяжущего, для пропитки готовых бетонных и железобетонных изделий, для дисперсного армирования полимерными волокнами, в виде легких заполнителей или модификации свойств минеральных заполнителей, в качестве микронаполнителя. Каждое из этих направлении имеет свои области применения и технологические особенности.

Здесь и далее рассмотрены бетоны, в которые вводится заметное количество полимеров, создающих в структуре материала полимерную фазу и существенно влияющих на его строение и свойства. В мировой практике для таких бетонов начали употреблять термин «П-бетоны». Подобные материалы можно подразделять на четыре группы цементно-полимерные бетоны, полимербетоны, бетононолимеры и бетоны, содержащие полимерные материалы (заполнители, дисперсную арматуру или микронаполнители)

Цементно-полимерные бетоны характеризуются наличием двух активных составляющих минерального Вяжущего и органического вещества. Вяжущее вещество с водой образует цементный камень, склеивающий частицы заполнителя в монолит. Полимер по мере удаления воды из бетона образует на поверхности пор, капилляров, зерен цемента и заполнителя тонкую пленку, которая обладает хорошей адгезией и способствует повышению сцепления между заполнителем и цементным камнем, улучшает монолитность бетона и работу минерального скелета под нагрузкой. В результате цементно-полимерный бетон приобретает особые свойства- повышенную по сравнению с обычным бетоном прочность на растяжение и изгиб, более высокую морозостойкость, хорошие адгезионьые свойства, высокую износостойкость, непроницаемость В то же время особенности полимерной составляющей определяют и другие особенности цементно-полимерного бетона, в ряде случаев несколько повышенную деформативность, снижение показателей прочности при водном хранении

Бетонополимеры.- это специальные бетоны на цементе или другом минеральном вяжущем сырье, пропитанные монополимерами с их последующим отверждением.  Данный способ обработки способствует тому, что  поры и дефекты бетона оказываются закупоренными, и тем самым улучшается его физико-механические свойства.

    При обработке бетона полимерами его прочность возрастает в несколько раз, увеличивается его стойкость к воздействию ряда агрессивных сред. К тому же данным способом, возможно обрабатывать уже готовые изделия, для эффективности используется  зонная или поверхностная пропитка. На обработанной  поверхности бетонополимерами увеличивается  коррозийная и морозно стойкость, увеличивается прочность и долговечность.

  В современном производстве бетонополимеры применяются при:

         Пропитке железо­бетонных, армоцементных и стеклоцементных конструкций;

        Для повышения прочности и долговечности для пропитки балконных плит, деталей лестниц, полы в помещениях сантехники, подоконные доски, кровельные плиты,  закладные детали и т.д.;

        Для конструкций которые эксплуатируются в тяжелых условиях, детали градирен и опреснителей, фундаменты под агрегаты, изоляционные изделия, станины тяжелых машин, трубы для промышленных стоков, элементы отстойников для ряда жидкостей, кровли и прочие изделия;

        Для пропитки мостов и дорожных покрытий, бордюрный камень, тротуарные плиты, трубы, элементы тоннелей, а также ремонт дорожных покрытий и мостов, плиты водосбросов..

Существенным недостатком обычных бетонов является наличие разветвленной сети пор, капилляров, различных микродефектов, образующихся при формовании бетонных и железобетонных изделии, их твердении и в процессе эксплуатации. Дефекты и поры понижают прочность бетона, а также его долговечность и стойкость к воздействию агрессивных сред, так как открывают последним доступ внутрь бетона.

Свойства бетона можно изменить, если поры и капилляры заполнить другим веществом. Для этого готовые бетонные или железобетонные изделия или конструкции подвергают специальной обработке. Эта обработка включает сушку изделий, вакуумирование, пропитку специальным составом и полимеризацию при пропитке мономерами. Окончательные свойства материала будут зависеть как от свойств обрабатываемого бетона и используемого для заполнения пор вещества или состава, так и от технологии обработки.

Силикатный бетон - Изготовление таких материалов основано на автоклавном твердении смеси из негашеной извести, кварцевого или обычного песка и другого заполнителя. Классификация производится по виду заполнителя, плотности, размеру фракций компонентов, структуре и пластичности раствора, а также области применения. Существует несколько видов силикатных бетонов:

тяжелые в них заполнителем является песок смешанный с щебнем или гравием;

легкие с наполнением из керамзита или аглопорита;

ячеистые.

По ряду основных свойств силикатные бетоны очень близки к смесям на основе цемента. Для этого материала справедливы и зависимости свойств от технологических особенностей изготовления, выведенные для изделий из цемента. Он отличается более низкой устойчивостью к воде, которая может быть повышена путем введения специальных пропиток, карбонизацией или покрытием кремнийорганическими составами отталкивающими влагу. Еще один путь заключается во введении добавки из доменного шлака, которая позволяет образовать водостойкую гидросиликатную связку или малорастворимых соединений кальция. Такие составы хорошо противостоят не только воде, но и ряду других агрессивных сред.

Сейчас из автоклавного бетона получают несущие панели для внутренних помещений и перекрытий, а также крупные блоки для наружных стен. Из специальных составов изготавливают железнодорожные шпалы и шифер, в котором не содержится асбеста. Этот материал используется для строительства оснований шоссе, станций метрополитена и при прокладке шахт.

Ячеистые силикатные бетоны тоже получили широкое распространение. Они характеризуются значительным количеством искусственно созданных пор, заполненных газом или воздухом, которое может достигать 80% от общего объема. Такие материалы в свою очередь подразделяются на пенобетоны и газобетоны. Первые изготавливают смешиванием вяжущего с водой, кремнеземистым компонентом и пеной. Вторые добавлением в состав газообразователя: алюминиевой пудры или перекиси водорода.

• Теплоизоляционные, которые имеют плотность до 550 кг/М3;

• Конструктивно-теплоизоляционные, плотность которых находится в пределах от 550 кг/М3 до 950 кг/М3;

• Конструктивные более 950 кг/М3.

Для повышения прочности используется плотный зернистый кремнеземистый компонент, а перемешивание производится в специальном скоростном смесителе. Дисперсное армирование состава волокнистыми добавками увеличивает устойчивость на излом.

Свойства ячеистого бетона улучшаются после вибрационного воздействия на приготовленную смесь это способствует интенсификации процесса газовыделения и созданию однородной мелкопористой структуры.

Силикатный бетон с мелкозернистым наполнителем может иметь предел прочности до 50 МПа, а высокопрочные составы и более 80 МПа. Повышенная морозоустойчивость позволяет изделию перенести более 300 циклов замораживания с последующим оттаиванием без разрушения структуры. Существенный прирост в данном направлении дает добавка портландцемента. Её объем составляет не более 14% от количества известково-кремнеземистого вещества.

Данный материал отлично зарекомендовал себя при проведении различных строительных работ, поэтому сегодня он широко используется во многих областях. Из такого раствора получают различные ЖБИ изделия и элементы конструкций. В первом случае используется тяжелые мелкозернистые смеси, основным компонентом которых является кварцевый песок. Данный материал обеспечивает плотность до 2300 кг/м3 и высокие прочностные характеристики. В ряде случаев изготавливается искусственный камень, выдерживающий до 100 МПа. Для увеличения нагрузочной способности силикатные бетоны смешивают на основе тонкомолотого кварцевого песка и уплотненной известково-кремнеземистой смеси. Оказывает влияние и соответствующий режим автоклавной обработки. Малая толщина армоцементных элементов и строгие допуски предъявляют высокие требования к точности изготовления армоцементных конструкций. Недопустимо кустарное изготовление с ручным уплотнением бетонной смеси без фиксации арматуры, особенно сеток.

В Советском Союзе были разработаны и освоены несколько индустриальных способов изготовления армоцементных конструкций. Ниже рассмотрены машинные способы изготовления, позволяющие получать изделия высокого качества, с заданной высотой сечения, надлежащей толщиной защитного слоя и соблюдением всех необходимых параметров конструкции.

Способ вибропрофилирования. Формуют изделие вибропрофилером. Это машина, нижняя часть которой повторяет форму поперечного сечения конструкции. В средней части располагается бункер, внутри которого размещается вибродиафрагма, подвешенная на упругих подвесках. Поддон с уложенной на нем арматурой движется по рельсам под вибропрофилером. В зазор между ними, по форме поперечного сечения изделия, из бункера поступает бетонная смесь вязкостью до 30 сек, которая уплотняется вибраторами, находящимися на профилере. Скорость передвижения поддона 0,5—1,5 м/мин. Для прохождения бетона сквозь пакет сеток нужно вызвать вибрацию около 3000 кол/мин. Бетон вызревает на поддоне. Технологическая линия — поточная с тепловой обработкой в стационарных пропарочных камерах. Этот способ пригоден для изготовления изделий постоянной высоты, плоской или цилиндрической формы, длиной до 10 м, шириной до 3 м при наибольшем угле наклона открытых поверхностей до 30°. Одним из его недостатков является то, что во время теплообработки изделие находится на поддоне, в результате при массовом производстве требуется большое количество поддонов и большие производственные площади.

Способ формования при помощи скользящего виброштампа пригоден для изготовления длиномерных изделий плоской или цилиндрической формы. Скользящий виброштамп—машина, состоящая из формующей плиты, повторяющей конфигурацию изделия с приподнятой передней частью. Плита жестко скреплена с вибраторами и пригрузом. Вверху находится бункер (рис. 86). Скользящий виброштамп движется по направляющим; бетонная смесь поступает из бункера на стенд-матрицу через щель, ширину которой можно регулировать заслонкой, разравнивается и уплотняется. Полная готовность изделия достигается за несколько проходов штампа. Угол наклона формуемой поверхности к горизонту не должен превышать 15°. Технологическая линия — стендовая или поточно-агрегатная. Скорость передвижения виброштампа — 0,5-1,5 м/мин. Для уплотнения бетона нужно применять вибраторы с частотой до 6000 кол/мин.

Оба способа пригодны для уплотнения бетонов с низким В/Ц = 0,3—0,35.

Их недостатки — сложность оборудования, возможность изготавливать элементы только сравнительно простой формы и постоянного сечения.

Такие и подобные им машины были изготовлены и применялись НИИЖБ, трестом Оргэнергострой в Куйбышеве, заводом Южэнергострой и другими организациями.

Способ виброштампования заключается в уплотнении бетонной смеси вибрированием с пригрузом. При этом применяется стационарный виброштамп с матрицей или виброплощадки с пригрузом. Бетонная смесь укладывается и разравнивается бетоноукладчиком, после чего уплотняется вибрированием. По завершению цикла вибрирования штамп снимается. Этот способ пригоден для формования изделий площадью до 20 м и высотой до 1,5 м. Требуемая частота — 6000 кол/мин, величина пригруза — 80 гс/см2. Допускается немедленная распалубка с отрывом штампа от поверхности изделия, при этом жесткость бетонной смеси по техническому вискозиметру должна составлять 20—40 сек. Технологическая схема агрегатно-поточная или стендовая. В случае снятия штампа до отвердения, вследствие присоса между виброштампом и изделием срывается поверхность бетона. При подъеме виброштампа через 2—3 часа и уменьшении силы присоса подачей сжатого воздуха между штампом и изделием отрыв штампа происходит без помех.

Бетоны, полученные таким способом, характеризуются высокой прочностью (1000 — 1200 кгс/см2), которая растет значительно быстрее, чем при обычном вибрировании.

Этот способ использован НИИСК Госстроя СССР при изготовлении армоцементных панелей подвесных потолков.

Для ускорения изготовления изделий и избежания указанного выше недостатка СибЗНИИЭП предложено между виброштампом и изделием вводить промежуточную металлическую прокладку (рис. 87). Последовательность технологии при этом не меняется, но появляется возможность снять штамп до окончания твердения бетона, так как поверхность изделия защищена прокладкой, которую несложно снять в силу небольшого веса и незначительной силы присоса.

Данный прием изготовления применялся Сибакадемстроем при производстве кровельных панелей двухволнового поперечного очертания.

Способ виброгнутья дает возможность изготовлять элементы складчатой и цилиндрической формы. Он заключается в следующем.

На листогибочном поддоне с помощью вибропрофилера, скользящего виброштампа или другого приспособления формуется плоский или ребристый (ребра и утолщения направлены по длинной стороне) армоцементный лист. Сверху свежеотформованного листа укладывается плита пригруза и гидросистемой поддон изгибается до требуемой конфигурации конструкции (рис. 88). После погиба рекомендуется повторное вибрирование изделия. Значительную роль здесь играет сетчатое армирование, которое связывает и придает эластичность бетонной массе. Скорость погиба — 1/2 рад/мин, максимальный угол загиба — 90°. Таким способом можно изготавливать изделия длиной до 24 м, шириной до 3 м и высотой до 1 м.

Описанная технология изготовления армоцементных конструкций была предложена ГрузНИИЭГС им. Винтера и развита НИИЖБ. По этой технологии изготавливаются армоцементные кровельные панели трапецеидального сечения. Отработана технология изготовления: армоцементных складчатых предварительно напряженных блоков размером в плане 3 х 36 м (трест Тулшахтстрой); армоцементных предварительно напряженных панелей с комбинированным армированием размером 3 х 12 м (панель АПКН-12); армоцементных трапецеидальных секций кабельных каналов для открытых подстанций (Оргэнергострой) и др.

ГрузНИИЭГС им. Винтера на основании изложенного принципа предложено изготавливать элементы, имеющие очертание окружности, на поддоне, выполненном из гибкой ленты вибронавертыванием армоцементной ленты на сердечник (рис. 89). Теплообработка изделия производится на форме с вкладышем. Технологическая линия стендовая.

Армоцементные трубы диаметром свыше 25 см образовываются прямой намоткой ленты шириной 15—20 см и толщиной 2 см. При диаметре труб более 40 см желательна косая спиральная намотка армоцементной ленты. Во избежание неплотности между полосами рекомендуется способ двойной намотки армоцементной полосы толщиной 1 см с перекрытием предыдущего витка последующим на половпну ширины ленты.

НИИСельстрой применил этот способ для изготовления напорных труб. На его основе разработана технология изготовления сборных армоцементных лотков ирригационных систем.

Основные преимущества способа виброгнутья: простота формования, возможность через 4 ч после изготовления изделия отправлять его на склад, выдерживание строгих допусков при минимальной толщине изделия (15—20 мм), пригодность этого способа для изготовления конструкций различной номенклатуры (панелей покрытий, перекрытий, каналов, труб, лотков и др.).

Его недостатки: возможность изготовления конструкции только одинарной кривизны, затруднения при изготовлении элементов переменной по сечению толщины и нарушение структуры бетона в местах перегибов изделия, что приводит к образованию структурных трещин, которые потом становятся очагами зарождения силовых трещин.

Способ вибролитья, предложенный Гидропроектом, заключается в использовании энергии текучести жесткого раствора при вибрации, т. е. преодолении сил сцепления — трения между частицами песка и цемента, вследствие чего жесткий раствор подобно жидкости легко и плотно заполняет форму. Изделия формуются в двойной опалубке на виброплощадке. Форма наполняется достаточно быстро. Применяется бетонная смесь с осадкой конуса 4—6 см. Изделия могут иметь сложную форму, размеры их зависят от грузоподъемности виброплощадки. Термообработка изделий производится в опалубке по такой схеме: плавный подогрев 10—15 град/ч до температуры 60—70°, выдерживание этой температуры в течение 2—3 ч, а затем охлаждение со скоростью 15— 20 град/ч. После распалубки изделие должно находиться во влажной среде 2—3 суток. Технологическая схема агрегатно-поточная.

Положительные стороны технологии: возможность изготовления изделий разнообразной формы; максимальная механизация всех трудоемких работ; высокая точность изготовления — строгие допуски; к моменту распалубки бетон достигает 75% прочности; однородность бетона изделия по основным физико-механическим показателям: прочности, трещиностойкости, водонепроницаемости и морозостойкости; одинаковые по качеству и внешнему виду, не требующие дополнительной обработки, наружная и внутренняя поверхности изделия.

К недостаткам следует отнести: металлоемкость опалубки; сложность обеспечения проектного положения сеток; повышенный расход цемента, что требует увеличения количества воды, уменьшает плотность бетона и увеличивает его усадку и ползучесть; сложность контроля в процессе укладки и вызревания бетона. Этот способ применялся при изготовлении армоцементных конструкций в Ленинграде, Свердловске, Новосибирске.

Способ послойного формования. В основе этого способа лежит совмещение процессов укладки арматуры сеток и бетонной смеси с одновременным уплотнением. Провибрированная бетонная смесь укладывается лентой толщиной 4—6 мм, затем армируется слоем тканой сетки, которая сматывается с барабанов, установленных на формовочной машине. Несколько слоев тканой сетки укладываются уплотняющим органом, состоящим из виброреек, число которых на единицу больше числа сеток, или несколькими проходами формовочной машины, у которых уплотняющий орган состоит из одной виброрейки. На рис. 90 показана принципиальная схема этого агрегата. По сути этот способ разновидность формования скользящим виброштампом.

Укладывается жесткая бетонная смесь с характеристикой 80— 100 сек по техническому вискозиметру. Термообработка изделий осуществляется после предварительного выдерживания по режиму 3 + 6 + 3 при температуре прогрева 70—80° С.

Некоторые из преимуществ данного способа: полная механизация изготовления армоцементных конструкций, возможность формования изделия с наклонной поверхностью 45°. Подвижность бетонной смеси регламентируется только характеристикой уплотняющего органа и не зависит от количества и размера ячеек применяемых сеток. Разрабатывался этот способ ЛенЗНИИЭП и трестом Оргэнергострой. Применен Ленметростроем при изготовлении водозащитных зонтов из армоцементных оболочек для Ленинградского метро.

Пакетный способ. Изделия изготовляются штабелем от 4 до 20 шт. Первое изделие формуется на бетонной матрице и служит поддоном для последующего (рис. 91). Исследования показали, что вибрирование верхнего изделия не нарушает процесса твердения бетона в нижних изделиях. После отформовки всего комплекта бетон может набирать прочность в естественных условиях или весь штабель закрывают и пропаривают. Этот способ был применен НИИСельстрой для изготовления панелей покрытий производственных сельскохозяйственных зданий, которое велось в полигонных условиях. Тканые сетки натягивали на матрицу. Матрицу и каждое отформованное изделие покрывали слоем строительной бумаги. Бетон удобоукладываемостью 20 сек уплотняли поверхностным вибратором И-117. Пакет состоял из 10 панелей. Этот же способ был использован в ЧССР для изготовления волнистых армоцементных панелей жилых, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Бетон применялся пластичный с В/Ц = 0,7; он уплотнялся виброотсасыванием на станке Кальчика, при этом создавалось давление до 8000 кгс/м2. Установлено, что при укладке штабеля из 20—30 панелей теплогидратации цемента концентрируется и способствует твердению бетона.

Преимущество этого способа: простота технологии, неметаллоемкое и недорогостоящее оборудование, возможность вести изготовление конструкций в условиях полигона, что не влияет на прочность и качество изделий.

К недостаткам следует отнести: возможность изготовления изделий только постоянной толщины, без ребер и утолщений, длиной до 6 м.

Способ набрызга (пневмобетон). Бетонная смесь подается растворонасосом с пневматической приставкой и наносится на поверхность опалубки (рис. 92), после чего поверхность изделия заглаживают вручную. Бетонная смесь должна быть пластичной с осадкой конуса СтройЦНИИЛ 5—10 см. Бетон уплотняется за счет высокой кинетической энергии растворовоздушной смеси и аэродинамического давления струи, выходящей из сопла установки. Исследованиями установлено, что у мелкозернистого пневмобетона высокие физико-механические показатели и он может успешно заменять обычный бетон.

Комплексное решение приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси по сравнению с другими способами более экономично.

Недостатки: трудность соблюдения постоянной толщины изделия, повышенный расход цемента, большой процент «отскока» и отсутствие механизации при затирке поверхностей.

Применялась и ручная укладка бетонной смеси, в основном при строительстве судов и яхт. Сложность конфигурации и требования монолитности не позволяли изготавливать эти сооружения из сборных элементов.В этом случае применялся более пластичный бетон, который наносили на слой сетки малыми порциями и тщательно растирали на небольшой поверхности до тех пор, пока он не проходил через весь пакет сеток и надежно их закрывал. Этот способ весьма трудоемкий. Поэтому более перспективен вышеописанный способ пневмобетона, почти исключающий ручной труд даже при изготовлении конструкций сложной конфигурации.

Минусом конструкций, для которых используются силикатные бетоны, является низкий модуль упругости, который в несколько раз меньше, чем у цементных смесей. Очевидно, что данный параметр негативно сказывается на деформациях при кратковременном приложении значительных нагрузок. Кроме того, что ползучесть силикатного искусственного камня намного ниже, чем цементного.

Если рассматривать проблему полностью, то силикатные бетоны имеют то же значение суммарных деформаций, что и обычные, поэтому при замене тяжелой смеси на её силикатный аналог не требуется производить изменение структуры армирования.

Несмотря на то, что плотность данного материала часто оказывается ниже, чем у тяжелых смесей, специалисты все же используют его для отделки наружных конструкций промышленных сооружений и гражданских построек.

Силикатные бетоныпо большей части представляют собой мелкозернистые смеси, которые твердеют в автоклаве. Отличие их от других составов заключается в том, что песок здесь не только заполнитель, но и один из компонентов вяжущего вещества известково-кремниземистого типа. Именно химическая реакция между известью и песком, которая происходит в автоклаве, обеспечивает создание твердого искусственного камня.

Использование кварцевого песка легко объяснимо: после того, как известь вступает в реакцию с кварцем, образуются соединения кальция – гидросиликаты. Они играют важную роль в процессе твердения материала и набора им прочности.

Силикатные бетоны изготавливаются из песков, содержание кремнезема в которых может достигать 80%. В ряде случаев допустимо использование аморфных его разновидностей, которые мало чем отличаются от кварца в ходе химической реакции. Данные вещества практически не представляют опасности для такого бетона, поскольку в результат проведения обработки в автоклаве большее количество щелочей связывается кремнеземом. Малая толщина армоцементных элементов и строгие допуски предъявляют высокие требования к точности изготовления армоцементных конструкций. Недопустимо кустарное изготовление с ручным уплотнением бетонной смеси без фиксации арматуры, особенно сеток.

В Советском Союзе были разработаны и освоены несколько индустриальных способов изготовления армоцементных конструкций. Ниже рассмотрены машинные способы изготовления, позволяющие получать изделия высокого качества, с заданной высотой сечения, надлежащей толщиной защитного слоя и соблюдением всех необходимых параметров конструкции.

Способ вибропрофилирования. Формуют изделие вибропрофилером. Это машина, нижняя часть которой повторяет форму поперечного сечения конструкции. В средней части располагается бункер, внутри которого размещается вибродиафрагма, подвешенная на упругих подвесках. Поддон с уложенной на нем арматурой движется по рельсам под вибропрофилером. В зазор между ними, по форме поперечного сечения изделия, из бункера поступает бетонная смесь вязкостью до 30 сек, которая уплотняется вибраторами, находящимися на профилере. Скорость передвижения поддона 0,5—1,5 м/мин. Для прохождения бетона сквозь пакет сеток нужно вызвать вибрацию около 3000 кол/мин. Бетон вызревает на поддоне. Технологическая линия — поточная с тепловой обработкой в стационарных пропарочных камерах. Этот способ пригоден для изготовления изделий постоянной высоты, плоской или цилиндрической формы, длиной до 10 м, шириной до 3 м при наибольшем угле наклона открытых поверхностей до 30°. Одним из его недостатков является то, что во время теплообработки изделие находится на поддоне, в результате при массовом производстве требуется большое количество поддонов и большие производственные площади.

Способ формования при помощи скользящего виброштампа пригоден для изготовления длиномерных изделий плоской или цилиндрической формы. Скользящий виброштамп—машина, состоящая из формующей плиты, повторяющей конфигурацию изделия с приподнятой передней частью. Плита жестко скреплена с вибраторами и пригрузом. Вверху находится бункер (рис. 86). Скользящий виброштамп движется по направляющим; бетонная смесь поступает из бункера на стенд-матрицу через щель, ширину которой можно регулировать заслонкой, разравнивается и уплотняется. Полная готовность изделия достигается за несколько проходов штампа. Угол наклона формуемой поверхности к горизонту не должен превышать 15°. Технологическая линия — стендовая или поточно-агрегатная. Скорость передвижения виброштампа — 0,5-1,5 м/мин. Для уплотнения бетона нужно применять вибраторы с частотой до 6000 кол/мин.

Оба способа пригодны для уплотнения бетонов с низким В/Ц = 0,3—0,35.

Их недостатки — сложность оборудования, возможность изготавливать элементы только сравнительно простой формы и постоянного сечения.

Такие и подобные им машины были изготовлены и применялись НИИЖБ, трестом Оргэнергострой в Куйбышеве, заводом Южэнергострой и другими организациями.

Способ виброштампования заключается в уплотнении бетонной смеси вибрированием с пригрузом. При этом применяется стационарный виброштамп с матрицей или виброплощадки с пригрузом. Бетонная смесь укладывается и разравнивается бетоноукладчиком, после чего уплотняется вибрированием. По завершению цикла вибрирования штамп снимается. Этот способ пригоден для формования изделий площадью до 20 м и высотой до 1,5 м. Требуемая частота — 6000 кол/мин, величина пригруза — 80 гс/см2. Допускается немедленная распалубка с отрывом штампа от поверхности изделия, при этом жесткость бетонной смеси по техническому вискозиметру должна составлять 20—40 сек. Технологическая схема агрегатно-поточная или стендовая. В случае снятия штампа до отвердения, вследствие присоса между виброштампом и изделием срывается поверхность бетона. При подъеме виброштампа через 2—3 часа и уменьшении силы присоса подачей сжатого воздуха между штампом и изделием отрыв штампа происходит без помех.

Бетоны, полученные таким способом, характеризуются высокой прочностью (1000 — 1200 кгс/см2), которая растет значительно быстрее, чем при обычном вибрировании.

Этот способ использован НИИСК Госстроя СССР при изготовлении армоцементных панелей подвесных потолков.

Для ускорения изготовления изделий и избежания указанного выше недостатка СибЗНИИЭП предложено между виброштампом и изделием вводить промежуточную металлическую прокладку (рис. 87). Последовательность технологии при этом не меняется, но появляется возможность снять штамп до окончания твердения бетона, так как поверхность изделия защищена прокладкой, которую несложно снять в силу небольшого веса и незначительной силы присоса.

Данный прием изготовления применялся Сибакадемстроем при производстве кровельных панелей двухволнового поперечного очертания.

Способ виброгнутья дает возможность изготовлять элементы складчатой и цилиндрической формы. Он заключается в следующем.

На листогибочном поддоне с помощью вибропрофилера, скользящего виброштампа или другого приспособления формуется плоский или ребристый (ребра и утолщения направлены по длинной стороне) армоцементный лист. Сверху свежеотформованного листа укладывается плита пригруза и гидросистемой поддон изгибается до требуемой конфигурации конструкции (рис. 88). После погиба рекомендуется повторное вибрирование изделия. Значительную роль здесь играет сетчатое армирование, которое связывает и придает эластичность бетонной массе. Скорость погиба — 1/2 рад/мин, максимальный угол загиба — 90°. Таким способом можно изготавливать изделия длиной до 24 м, шириной до 3 м и высотой до 1 м.

Описанная технология изготовления армоцементных конструкций была предложена ГрузНИИЭГС им. Винтера и развита НИИЖБ. По этой технологии изготавливаются армоцементные кровельные панели трапецеидального сечения. Отработана технология изготовления: армоцементных складчатых предварительно напряженных блоков размером в плане 3 х 36 м (трест Тулшахтстрой); армоцементных предварительно напряженных панелей с комбинированным армированием размером 3 х 12 м (панель АПКН-12); армоцементных трапецеидальных секций кабельных каналов для открытых подстанций (Оргэнергострой) и др.

ГрузНИИЭГС им. Винтера на основании изложенного принципа предложено изготавливать элементы, имеющие очертание окружности, на поддоне, выполненном из гибкой ленты вибронавертыванием армоцементной ленты на сердечник (рис. 89). Теплообработка изделия производится на форме с вкладышем. Технологическая линия стендовая.

Армоцементные трубы диаметром свыше 25 см образовываются прямой намоткой ленты шириной 15—20 см и толщиной 2 см. При диаметре труб более 40 см желательна косая спиральная намотка армоцементной ленты. Во избежание неплотности между полосами рекомендуется способ двойной намотки армоцементной полосы толщиной 1 см с перекрытием предыдущего витка последующим на половпну ширины ленты.

НИИСельстрой применил этот способ для изготовления напорных труб. На его основе разработана технология изготовления сборных армоцементных лотков ирригационных систем.

Основные преимущества способа виброгнутья: простота формования, возможность через 4 ч после изготовления изделия отправлять его на склад, выдерживание строгих допусков при минимальной толщине изделия (15—20 мм), пригодность этого способа для изготовления конструкций различной номенклатуры (панелей покрытий, перекрытий, каналов, труб, лотков и др.).

Его недостатки: возможность изготовления конструкции только одинарной кривизны, затруднения при изготовлении элементов переменной по сечению толщины и нарушение структуры бетона в местах перегибов изделия, что приводит к образованию структурных трещин, которые потом становятся очагами зарождения силовых трещин.

Способ вибролитья, предложенный Гидропроектом, заключается в использовании энергии текучести жесткого раствора при вибрации, т. е. преодолении сил сцепления — трения между частицами песка и цемента, вследствие чего жесткий раствор подобно жидкости легко и плотно заполняет форму. Изделия формуются в двойной опалубке на виброплощадке. Форма наполняется достаточно быстро. Применяется бетонная смесь с осадкой конуса 4—6 см. Изделия могут иметь сложную форму, размеры их зависят от грузоподъемности виброплощадки. Термообработка изделий производится в опалубке по такой схеме: плавный подогрев 10—15 град/ч до температуры 60—70°, выдерживание этой температуры в течение 2—3 ч, а затем охлаждение со скоростью 15— 20 град/ч. После распалубки изделие должно находиться во влажной среде 2—3 суток. Технологическая схема агрегатно-поточная.

Положительные стороны технологии: возможность изготовления изделий разнообразной формы; максимальная механизация всех трудоемких работ; высокая точность изготовления — строгие допуски; к моменту распалубки бетон достигает 75% прочности; однородность бетона изделия по основным физико-механическим показателям: прочности, трещиностойкости, водонепроницаемости и морозостойкости; одинаковые по качеству и внешнему виду, не требующие дополнительной обработки, наружная и внутренняя поверхности изделия.

К недостаткам следует отнести: металлоемкость опалубки; сложность обеспечения проектного положения сеток; повышенный расход цемента, что требует увеличения количества воды, уменьшает плотность бетона и увеличивает его усадку и ползучесть; сложность контроля в процессе укладки и вызревания бетона. Этот способ применялся при изготовлении армоцементных конструкций в Ленинграде, Свердловске, Новосибирске.

Способ послойного формования. В основе этого способа лежит совмещение процессов укладки арматуры сеток и бетонной смеси с одновременным уплотнением. Провибрированная бетонная смесь укладывается лентой толщиной 4—6 мм, затем армируется слоем тканой сетки, которая сматывается с барабанов, установленных на формовочной машине. Несколько слоев тканой сетки укладываются уплотняющим органом, состоящим из виброреек, число которых на единицу больше числа сеток, или несколькими проходами формовочной машины, у которых уплотняющий орган состоит из одной виброрейки. На рис. 90 показана принципиальная схема этого агрегата. По сути этот способ разновидность формования скользящим виброштампом.

Укладывается жесткая бетонная смесь с характеристикой 80— 100 сек по техническому вискозиметру. Термообработка изделий осуществляется после предварительного выдерживания по режиму 3 + 6 + 3 при температуре прогрева 70—80° С.

Некоторые из преимуществ данного способа: полная механизация изготовления армоцементных конструкций, возможность формования изделия с наклонной поверхностью 45°. Подвижность бетонной смеси регламентируется только характеристикой уплотняющего органа и не зависит от количества и размера ячеек применяемых сеток. Разрабатывался этот способ ЛенЗНИИЭП и трестом Оргэнергострой. Применен Ленметростроем при изготовлении водозащитных зонтов из армоцементных оболочек для Ленинградского метро.

Пакетный способ. Изделия изготовляются штабелем от 4 до 20 шт. Первое изделие формуется на бетонной матрице и служит поддоном для последующего (рис. 91). Исследования показали, что вибрирование верхнего изделия не нарушает процесса твердения бетона в нижних изделиях. После отформовки всего комплекта бетон может набирать прочность в естественных условиях или весь штабель закрывают и пропаривают. Этот способ был применен НИИСельстрой для изготовления панелей покрытий производственных сельскохозяйственных зданий, которое велось в полигонных условиях. Тканые сетки натягивали на матрицу. Матрицу и каждое отформованное изделие покрывали слоем строительной бумаги. Бетон удобоукладываемостью 20 сек уплотняли поверхностным вибратором И-117. Пакет состоял из 10 панелей. Этот же способ был использован в ЧССР для изготовления волнистых армоцементных панелей жилых, промышленных и сельскохозяйственных зданий. Бетон применялся пластичный с В/Ц = 0,7; он уплотнялся виброотсасыванием на станке Кальчика, при этом создавалось давление до 8000 кгс/м2. Установлено, что при укладке штабеля из 20—30 панелей теплогидратации цемента концентрируется и способствует твердению бетона.

Преимущество этого способа: простота технологии, неметаллоемкое и недорогостоящее оборудование, возможность вести изготовление конструкций в условиях полигона, что не влияет на прочность и качество изделий.

К недостаткам следует отнести: возможность изготовления изделий только постоянной толщины, без ребер и утолщений, длиной до 6 м.

Способ набрызга (пневмобетон). Бетонная смесь подается растворонасосом с пневматической приставкой и наносится на поверхность опалубки (рис. 92), после чего поверхность изделия заглаживают вручную. Бетонная смесь должна быть пластичной с осадкой конуса СтройЦНИИЛ 5—10 см. Бетон уплотняется за счет высокой кинетической энергии растворовоздушной смеси и аэродинамического давления струи, выходящей из сопла установки. Исследованиями установлено, что у мелкозернистого пневмобетона высокие физико-механические показатели и он может успешно заменять обычный бетон.

Комплексное решение приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения бетонной смеси по сравнению с другими способами более экономично.

Недостатки: трудность соблюдения постоянной толщины изделия, повышенный расход цемента, большой процент «отскока» и отсутствие механизации при затирке поверхностей.

Применялась и ручная укладка бетонной смеси, в основном при строительстве судов и яхт. Сложность конфигурации и требования монолитности не позволяли изготавливать эти сооружения из сборных элементов.В этом случае применялся более пластичный бетон, который наносили на слой сетки малыми порциями и тщательно растирали на небольшой поверхности до тех пор, пока он не проходил через весь пакет сеток и надежно их закрывал. Этот способ весьма трудоемкий. Поэтому более перспективен вышеописанный способ пневмобетона, почти исключающий ручной труд даже при изготовлении конструкций сложной конфигурации.

Бетон с использованием вторичного сырья промышленности - Для приготовления бетонов использование вторичного сырья промышленности, в частности шлаков и зол, дает большой экономический эффект.

Шлаки, получаемые в качестве вторичного продукта при выплавке чугуна и в ряде других металлургических процессов, в зависимости от своего состава подразделяют на основные и кислые. Шлаки, богатые глиноземом (Мо>0,65), используют при производстве цементов. Шлаки также могут применяться в виде тонкомолотой добавки в бетоны (для сокращения расхода цемента) и в качестве мелкого и крупного заполнителя. Из вспученных шлаков получают легкий заполнитель—термозит, который используют для различных видов легкого бетона.

При измельчении доменного гранулированного шлака и затворении его растворами соединений металлов (натрия и калия) поучают шлакощелочное вяжущее, которое можно применять для приготовления различных бетонов. Количество щелочного компонента составляет 5... 6% массы шлака. Для затворения молотого шлака используют водные растворы щелочных компонентов 15. . ...20%-ной концентрации по массе В качестве щелочных компонентов применяют соду кальцинированную, поташ, растворимый силикат натрия (с силикатным модулем <2), едкий натр и едкое кали, а также отходы производств, содержащие соединения щелочных металлов или их смеси. Шлакощелочное вяжущее имеет марки 400, 500, 600. Начало схватывания — не ранее 45 мин, конец — не позднее чем через 12 ч от начала затворения.

Назначение состава бетона на основе шлакощелочного вяжущего производится в соответствии с рассмотренной выше методикой на основе предварительного подбора состава бетона с последующим уточнением пробными замесами. Минимальный расход шлакощелочного вяжущего для бетонов на крупном заполнителе составляет 300 кг/м3, для мелкозернистого бетона — 400 кг/м3. Приготовление и укладка бетона производятся обычными способами, однако на бетоносмесительном узле должно быть установлено специальное оборудование для приготовления щелочного компонента (его дробления, дозировки, смешивания с водой). Смесительный бак для приготовления щелочного раствора оборудуется устройством для механического и пневматического перемешивания и подогрева воды. Не допускается смешивание бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем с бетонной смесью на других видах вяжущего. Твердение бетонов на шлакощелочном вяжущем происходит прн положительной температуре. Для ускорения твердения применяют прогрев при температуре до 95°С.

Теплоизолирующие огнезащитные штукатурки на гидравлических вяжущих - Марка раствора для кладки наружных стен в зависимости от влажности помещения составляет М10…50, подземной и цокольной М25…50, заполнения горизонтальных швов при монтаже панелей и блоков от М150 до М100 в зависимости от вида используемого бетона – легкого или тяжелого соответственно. При выполнении кладочных работ в зимнее время для обеспечения набора прочности в растворы вводят противоморозные добавки, понижающие температуру замерзания воды, количество которых зависит от температуры окружающего воздуха и составляет от 5 до 15% массы вяжущего. В летний период строительных работ эффективно использование пластифицирующих добавок, повышающих пластичность растворных смесей и замедляющих их загустевание. Отделочные растворымогут быть обычными штукатурнымиидекоративными.Первые подразделяют по виду вяжущих – на цементные, цементно-известковые, известковые, известково-гипсовые, гипсовые, известково-глиняные, глиняные; по назначению – для наружных и внутренних штукатурок; по расположению слоев – подготовительные и отделочные. Для штукатурных растворов очень важным показателем является пластичность, которая должна обеспечивать равномерное распределение раствора тонким слоем по поверхности. С целью повышения водоудерживающей способности и исключения расслаиваемости высокоподвижных смесей вводят пластифицирующие добавки, которые могут быть как органическими, так и в виде известкового или глиняного теста. Выбор вяжущего зависит от условий эксплуатации штукатурного состава. Наружное оштукатуривание фасадов и помещений, эксплуатируемых во влажных условиях (свыше 60%), выполняют растворами на гидравлических вяжущих. При оштукатуривании стен в помещениях с воздушно-сухим режимом эксплуатации (менее 60%) применяют следующие виды штукатурных растворов: - для внутренних поверхностей наружных каменных и бетонных стен – известковые и цементно-известковые; - для поверхностей внутренних каменных или бетонных стен и перегородок – известковые; - для гипсовых перегородок – известково-гипсовые и гипсовые с добавлением наполнителя; - для оштукатуривания и затирки мест сопряжения конструкций, применяемых в крупнопанельном и крупноблочном строительстве, – сухие смеси, затворяемые водой на рабочем месте. Наибольшее распространение нашли известковые растворы, которые хорошо сцепляются с кирпичными, шлакобетонными и деревянными поверхностями, хуже – с цементно-бетонными. Поэтому при оштукатуривании бетонной поверхности первый слой (подготовительный) выполняют цементным или известково-цементным раствором. Так как известковые растворы на гашеной извести медленно схватываются и твердеют, их можно готовить для работы на 2 – 3 сут. Растворы на негашеной извести и гипсе теряют подвижность через 5 – 10 мин, поэтому с целью замедления схватывания и облегчения работы с ними в состав вводят глину, цемент или добавки – замедлители твердения. Для надежного сцепления раствора с ремонтируемой бетонной поверхностью используют полимерцементные растворы с предварительной огрунтовкой дефектных мест эмульсией ПВА или к цементному раствору добавляют 5%-ный водный раствор нитрита натрия. Декоративные растворы должны обладать светостойкостью и иметь хорошее сцепление с отделываемой поверхностью. Цветные известково-песчаные растворы состоят из известкового теста, песка с небольшими добавками белого или обычного цемента и пигментов. Для отделки фасадной стороны панелей в процессе их формования применяют смеси, состоящие из белого цемента и цветной каменной крошки в соотношении от 1:1 до 1:5, которые имитируют различные горные породы. Для внутренней отделки интерьеров чаще применяют известь, гипс, гипсополимерцемент, цементно-полимерное вяжущее. Заполнителями для декоративных растворов служат промытые кварцевые пески или каменная крошка, получаемая путем дробления горных пород. Используют также керамическую, стеклянную, угольную, сланцевую, пластмассовую крошку с размером частиц 2 – 5 мм, приклеиваемую на полимерцементном составе (внешняя отделка) или водоэмульсионной краске (внутренняя отделка). Для получения искрящихся поверхностей в состав раствора вводят слюду или дробленое стекло, в качестве красящих добавок – щелочестойкие пигменты (охру, сурик железный, оксид хрома, ультрамарин и др.). Примеры декоративных растворов для отделки фасадов представлены на ил. 41. Кспециальным видамрастворов относят гидроизоляционные, теплоизоляционные, акустические, кислотостойкие и др. Гидроизоляционные растворыприменяют для оштукатуривания внутренних поверхностей отстойников, хранилищ, тоннелей, а также для устройства водонепроницаемых цементных стяжек в санузлах. Для обеспечения водонепроницаемости в них добавляют растворимое стекло, алюминат натрия, хлорид железа, битумную эмульсию. Растворы с алюминатом натрия применяют для заделки трещин в бетоне, через которые просачивается вода, для устройства водонепроницаемых штукатурок по сырым, невысыхающим поверхностям бетона и каменной кладки. С этой же целью используют инъекционные (нагнетаемые) растворы, которые подают на поверхность под давлением. Теплоизоляционные штукатуркиполучают из смеси гипсового вяжущего и опилок, пропитанных жидким стеклом, или введением таких легких заполнителей, как перлит, керамзит, шлак. Для усиления акустических свойств за счет создания шероховатой поверхности теплоизоляционные штукатурки наносят без затирки и окраски. В огнезащитные штукатурки,которые могут быть как на основе гипса, так и жидкого стеклав сочетании с огнеупорной глиной, вводят минераловатные гранулы или асбест. Кислотостойкие растворы представляют собой смесь кислотостойкого тонкомолотого кварцевого наполнителя с кремнефтористым натрием и кислотостойким заполнителем, затворенную жидким натриевым или калиевым стеклом. Эти растворы применяют в качестве кислотостойких штукатурок для антикоррозионного покрытия различных аппаратов и емкостей, а также при облицовке строительных конструкций штучными кислотостойкими материалами. Для повышения водостойкости, плотности и непроницаемости в состав растворов рекомендуется вводить эмульсию парафина, полимерные добавки. Рентгенозащитные штукатурки выполняют с использованием в качестве заполнителя баритового песка, содержащего сернокислого бария не менее 85%. Этот вид штукатурок применяют взамен дефицитной свинцовой изоляции рентгеновских кабинетов. Строительные растворы различного назначения поступают на стройплощадки в готовом виде с завода или их получают путем затворения водой сухих смесей, поставляемых в специальной таре. Второй способ предпочтительнее и находит все большее распространение, благодаря широкой номенклатуре составов, включающих для придания заданных технологических и эксплуатационных свойств, кроме основных компонентов, добавки широкого спектра действия. Так предприятия ОАО «Забудова» (Беларусь) выпускают сухие растворные смеси 50 различных назначений: для кладки кирпича, бетонных блоков, облицовочных работ, внутреннего и наружного оштукатуривания зданий, выполнения наливных самовыравнивающихся полов, гидроизоляционных работ и т.д.

Общие понятия о дисперсно-армированных бетонах (композитах). Классификация фибробетонов- В общей структуре мирового производства строительной продукции бетон и железобетон в настоящее время занимают приоритетное место. Основной тенденцией в развитии этих материалов является постепенное замещение обычных традиционных бетонов многокомпонентными. В таких бетонах могут использоваться до нескольких химических и реакционно-активных компонентов природного, техногенного и искусственного происхождения.

Новое время диктует правила использования и внедрения новых конструкционных строительных материалов в совокупности с новыми технологиями. Создание "новых материалов из прежних" возможно путем технологии фиброармирования цементных материалов.

Высокодисперсные волокнистые наполнители в цементных композициях оказывают положительное влияние на процессы структурообразования, прочность наполненных бетонов и другие физико-механические и эксплуатационные свойства бетона.

Исследования, проводимые многими учеными в различных странах, убедительно доказывают, что бетоны, армированные волокнами различного происхождения, имеют более высокие физико-механические характеристики:

• Дисперсное армирование позволяет компенсировать главные недостатки бетона: низкую прочность при растяжении и хрупкость разрушения.

• Фибробетон имеет в несколько раз более высокую прочность на срез, ударную и усталостную динамическую прочность, трещиностойкость и вязкость разрушения, морозостойкость, водонепроницаемость.

• Особый интерес представляет возведение зданий и сооружений с учётом возможного воздействия на них сейсмических (инерционных) сил.

• В результате совмещения армирующих композиционных элементов и цементной матрицы образуется комплекс свойств цементного камня, не только отражающий характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные материалы не обладают.

• Дисперсное армирование бетона сегодня рассматривается как эффективное средство повышения его прочности на растяжение и затруднения образования трещин на всех уровнях его структуры, способствующее повышению долговечности.

В целом, эффективная работа армирования бетонов волокном определяется как минимум тремя факторами: физико-механическими характеристиками волокон, адгезией цементной матрицы к их поверхности, а также долговечностью материала волокон в щелочной среде цементного камня. В последние десятилетие на западе и в России растет интерес к применению фибробетона на основе синтетических фибр в строительных конструкциях. Разработки в этой области ведет челябинская компания ООО «Си Айрлайд».

В силу специфики производства предприятия аналитики компании обратили внимание на полипропиленовую фибру, распространенную на западе. В России синтетические волокна преимущественно были предметом научно-исследовательских работ и ввозились в ограниченном объеме. Самые распространенные и доступные сегодня полипропиленовые волокна западных производителей при диаметре в среднем 20 мкм отличаются от других синтетических волокон низкой прочностью на растяжение (170...300 МПа) и высоким показателем удлинения до разрыва (100 % и более), т.е. характеризуются повышенной деформативностью.

Основными сдерживающими факторами применения широко известных полипропиленовых фиброволокон западных производителей в бетонах являются их низкие механические характеристики и низкие армирующие способности, а также отсутствие каких либо внятных рекомендаций.

Общепризнанные требования, предъявляемые к армирующим фиброволокнам, позволили сформулировать основополагающие требования к разрабатываемым синтетическим волокнам.

Департаменту научных разработок компании «Си Айрлайд» совместно с лабораторией Южно-Уральского государственного университета удалось выявить объединенный конечный эффект композиции нескольких полимеров при формировании свойств полимерной фибры.

Была реализована серия экспериментов и проведен анализ результатов научно-исследовательских работ как зарубежных, так и российских ученых, который позволил утверждать о положительном влиянии синтетической фибры на реологические свойства цементных смесей и подтвердил результаты опытов зарубежных строительных компаний по улучшению свойств бетонных изделий. Благодаря этому стало возможным сделать выводы и определить ключевые физико-химические, механические и технологические аспекты будущих фиброволокон и возможности собственного производства синтетических фибр. Исходя из перечисленных выше предпосылок, были сформированы ключевые требования к созданию совершенно нового типа полимерных волокон (фибры) для дисперсного армирования цементного камня - коаксиального волокна.

Требуемый результат был получен при сочетании положительных качеств (прочность) одного материала и положительных качеств (химическая стойкость) другого. Современные средства химического производства позволяют производить не только моноволокно, но и коаксиальное волокно, имеющее в своей структуре ядро и оболочку. Таким образом, создаются условия для направленного управления физико-механическими и физико-химическими характеристиками фибры (фиброволокон). Удалось повысить начальный модуль упругости и прочность на разрыв введением в полимер ядра волокна химических или ультрадисперсных агентов (нуклеаторов) и последующей технологической структуризацией.

Физико-химические характеристики щелочестойкости и активности поверхности фиброволокна (фибры) реализованы следующими способами:

• полиолефины, базовый полимер оболочки, отличается высокой щелочестойкостью;

• адгезивные качества волокна определяются гидроксильными и карбоксильными функциональными группами, привитыми в состав полимера оболочки. Полярные молекулы, адсорбируясь на границах возникающих зародышей новой фазы, изменяют форму кристаллов, их размеры.

При направленном управлении структурной и химической модификацией ядра и полярными реакционными свойствами оболочки полимерных волокон удалось одновременно добиться высокого модуля упругости волокна и высокой адгезии (сцепляемости) цементного камня и поверхности волокна.

И в начале 2007 года ВСМ появилось на рынке строительных компонентных добавок, одновременно с разработанными и зарегистрированными ТУ и подачей двух патентных заявок (в мае 2008 г - решение о выдаче патента РФ на изобретение). В марте 2007 года компания совершила научно-технический прорыв и вышла на рынок с новым продуктом - волокном строительным микроармирующим (фибра).

Введение фибры в цементные смеси позволяет влиять на микроструктуру цементного камня, улучшения структуру бетонной композиции за счет контроля расслоения и сплошности смеси. Упругая пространственная многомерная хаотичная сетка из волокон (~250 штук/см3) препятствует седиментации (оседанию) частиц зерновой фракции смеси. Основным достоинством бетона, армированного волокном строительным микроармирующим (ВСМ, фибры), является существенное снижение усадочного трещинообразования, снижение внутренних напряжений, возникающих в композиции в процессе твердения массы бетона.

Дисперсное армирование с применением фибры (ВСМ) изменяет поведение непосредственно цементного камня, как составляющей бетонной структуры, позволяя создавать необходимый запас прочности. Микроармирующее фиброволокно (фибра) обладает уникальной способностью позитивно влиять на свойства бетона, улучшая его качественные характеристики: уменьшает водопоглощение, увеличивает прочность, морозоустойчивость, химическую стойкость, сульфатостойкость, износостойкость и др. Позволяет увеличить долговечность и сопротивляемость внешним воздействиям. Фибра - добавка, вызывающая эффект упрочнения твердеющего цемента с функцией армирования цементного камня. Опыт промышленного применения полимерного волокна «ВСМ» (фибры) в бетонных смесях свидетельствует о снижении расслоения смеси как по водоотделению, так и направленному изменению протекания элементарных стадии гидратации и технологических процессов, приводящих к формированию заданных свойств и позволяет достигать поставленных целей направленного изменения свойств бетонных смесей и бетонов по сравнению с обычными.

В настоящее время (прошло два года) Фибру (ВСМ) покупают не только предприятия, расположенные на территории РФ, но и ближнего зарубежья. Клиентская база насчитывает более 200 предприятий, постоянно применяющих наше строительное фиброволокно, а также 21 дилера, распространяющих и продвигающих ВСМ в 28 регионах России. В России широкое применение нашла современная немецкая технология по устройству полов на промышленных и гражданских объектах, где необходимым армирующим компонентом является полипропиленовая фибра. Проведенные исследования подтвердили эффективность «ВСМ-Челябинск» (фибры) в сравнении с рекомендованными фиброволокнами. Фибробетон, выполненный по технологии микроармирования, обладает следующими техническими преимуществами по сравнению с обычным железобетоном: повышенные трещиностойкость, ударная вязкость, прочность на изгиб, износостойкость. Применение ВСМ в бетонных смесях позволяет снизить трудозатраты на арматурные работы, повысить производительность бетонных работ, а также уменьшить толщину стяжки без потери её прочностных и эксплуатационных характеристик и увеличить срок службы пола. Промышленные полы из модифицированного бетона с добавкой фибры обычно выполняются на объектах, где требуется повышенная прочность на изгиб и трещиностойкость пола.

Теоретические основы конструирования дисперсно-армированных бетонов. Требования к армирующим волокнам и матрице. Теоретические модели дисперсно-армированных цементных систем обычно основываются на том допущении, что ориентированные прерывистые волокна распределены по матрице однородно. Предполагается также, что как волокна, так и матрица обладают упругостью до самого момента разрушения. Зона контакта фибры и матрицы представляется однородной и сплошной. Очевидно, такое допущение нельзя непосредственно применить к микропо- ристым гидратированным цементным матрицам, и поэтому контактная зона гидратированных фиброцементных матриц является предметом интенсивных исследований. Обычно теории, прогнозирующие механические свойства це- ментных композитов, сводятся к расчету таких факторов, как взаимодействие «фибра-фибра», ориентация и длина фибры и поверхностной трещины

Влияние ориентации волокон на прочность дисперсно-армированных бетонов. Особенности приготовления сталефибробетонной смеси.- В настоящее время для дисперсного армирования бетонов применяют металлические (чаще всего стальные) и неметаллические (минеральные, синтетические и др.) высоко- и низкомодульные волокна различной длины и поперечного сечения. При этом стальную фибру получают резанием низкоуглеродистой проволоки, фольги или листовой стали, формованием из расплава, фрезерованием полос и слябов, а также в результате токарного процесса. Неметаллические фибры (стеклянные, базальтовые, синтетические и др.) представляют собой отрезки моноволокон, комплексных нитей и фибриллированных пленок, для изготовления которых в ряде случаев целесообразно использование промышленных отходов соответствующих производств.

Указанное многообразие оказалось достаточным для создания широкого спектра фибробетонов различного состава, плотности и прочности (рис. 1.1), что, в свою очередь, позволяет достаточно масштабно и объективно оценить влияние дисперсного армирования на физико-механические характеристика и долговечность получаемых материалов. Одним из важнейших результатов проведенных исследований следует считать получение данных о повышении предела пропорциональности пенобетона в присутствии волокон и, соответственно, увеличении на 40…45% его растяжимости в момент микротрещинообразования. Подобная картина наблюдалась ранее и в сталефибробетоне, в том числе при  ультразвуковом контроле процесса трещинообразования образцов состава Ц:П=1:2, армированных отрезками проволоки размером dxl=0,3х30мм (рис. 1.5). Однако в данном случае, как в прочем, и в других аналогичных [140], отмеченный эффект был менее заметным, что, видимо, связано с видом применяемых волокон и матрицы, а также их количественным соотношением. Вместе с тем, был сделан вывод о незначительном влиянии дисперсного армирования на поведение композиции в упругой стадии, а обнаруженное Ромуальди явление значительного упрочнения бетонов близко расположенными отрезками тонкой проволоки [161] объяснялось соответствующим увеличением нагрузки видимой трещины. Таким образом, модифицирующее воздействие армирующих волокон на цементные бетоны осталось без внимания, что приводит к определенным противоречиям в оценке их механических характеристик Сталефибробетон является разновидностью дисперсно-армированного железобетона и изготавливается из мелкозернистого или тяжелого бетона (бетон-матрица), в котором в качестве арматуры используются стальные фибры, равномерно распределенные по объёму бетона. Совместность работы бетона и стальных фибр обеспечивается за счёт сцепления по их поверхности и анкеровки фибры за счёт периодического профиля и её кривизны в продольном и поперечном направлении.

В настоящее время сталефибробетон является строительным материалом привычным и отработанным во многих индустриально развитых странах мира. Известен он был и в бывшем СССР, однако разработанные в тот период технологии базировались на применение, прежде всего, отходов металлообрабатывающей промышленности – стружки, обрезков канатных тросов и т.д. и были адаптированы преимущественно под использование жестких бетонных смесей.

Появление новых специально созданных видов стальной фибры – проволочных анкерного, волнового и прямого профиля, фрезерованной из стальных слябов, из резанного листа и т.д., а также применение мощных химических модификаторов супер-и гиперпластификаторов позволило вывести сталефибробетон на принципиально новый технологический уровень, расширяющий его области применения с одновременным резким увеличением основных физико-механических характеристик, прочности бетона на растяжение при изгибе, трещиностойкости, ударостойкости и т.д. С появлением и развитием технологии монолитного бетона материал нашел в этой области свою определенную нишу.

Основные области применения фибры:

в монолитных конструкциях – полы промышленных зданий, склады логистических центров, монолитные обделки метро и тоннелей, взлетно-посадочные полосы аэродромов, стоянки автомобилей и автомобильные дороги, резервуары и бассейны, банковские и сейфовые хранилища, взрывозащитные фортификационные объекты и другие приложения; торкретсталефибробетона – ремонт и усиление железобетонных и каменных конструкций укрепление горных склонов и откосов и т.п.;

сборного сталефибробетона – трубы, тюбинги метро, элементы стеновых панелей и плит перекрытия, железнодорожные шпалы, дорожные плиты, малые архитектурные формы и др.

Исходные материалы, виды и свойства армоцемента - По способу армирования армоцемент может быть комбинированноармированным сетками и стержнями и дисперсноармированным — часто расположенными только сварными или ткаными сетками

П. Л. Нерви придерживался второго направления, исходя из того, что при весе арматуры в виде тонких сеток 400—500 кг на 1 м3 бетона растяжимость армоцемента по сравнению с железобетоном увеличивается в 5 и более раз. Практически при этом на 1 см толщины сечения приходится не менее 4 сеток № 10. Такое армирование определяет высокое сопротивление сечения трещинообразованию, водопроницаемости и местным ударным нагрузкам.

Натурные испытания конструкций показали, что во время эксплуатации в их сечениях возникают деформации растяжения и сжатия, значительно меньшие предельных, т. е. дисперсное армирование создает чрезмерный запас прочностных и деформативных свойств армоцемента, которые не используются. С целью экономии дефицитные и дорогие тканые и особенно сварные сетки частично заменяют стержнями малых диаметров (6—12 мм), располагая их в растянутой зоне конструкции.

В этом случае, как правило, две тканые сетки крепят к каркасной сварной сетке из проволоки диаметром 3—4 мм. Отдельные стержни или каркасы располагают в ребрах или местах утолщений, образуемых пересечением плоскостей конструкции. Такое армирование названо комбинированным и широко применяется в конструкциях, изготовляемых в СССР. Конструкции с таким армированием близки к железобетонным, им свойственны повышенные характеристики: растяжимости мелкозернистого бетона, трещиностойкости, водонепроницаемости и ударной вязкости. Вместе с тем по весу и прочностным показателям конструкции с комбинированным армированием менее эффективны, чем с дисперсным. Однако для большинства армоцементных конструкций (покрытия, подвесные потолки, стены и др.), не требующих значительной трещиностойкости, водонепроницаемости и ударной вязкости, можно рекомендовать комбинированное армирование.

Для предварительно напряженного армоцемента при дисперсном армировании можно применять высокопрочные тканые сеткн. Это позволяет равномерно по всему сечению конструкции передать силу обжатия с арматуры на бетон и значительно повысить его трещиностойкость. Положительным является и то, что для размещения напряженных сеток не требуется создавать ребра и утолщения.

При комбинированном же армировании предварительно напряженную арматуру (стержни, пучки) располагают в ребрах или утолщениях, которые увеличивают вес конструкции; кроме того, сконцентрированная арматура передает силу обжатия бетону неравномерно по сечению конструкции.

Сталефибробетоны - ибровое армирование качественно изменяет свойства бетонных материалов. При насыщении бетонов стальными волокнами формируется новый материал – композит – сталефибробетон, свойства которого зависят от параметров фибрового армирования: типа фибры, её объемного содержания, соотношения между параметрами фибровой арматуры и параметрами структуры бетонной матрицы, уровня дисперсного армирования, соотношения формы и размеров сечения и длины фибры.

Свойства сталефибробетона и конструкций на его основе зависят, кроме того, от технологии производства: технологии приготовления сталефибробетонной смеси (либо без приготовления сталефибробетонной смеси), формования конструкций, условий твердения.

Разные исследователи при определении физико-механических характеристик сталефибробетона, в зависимости от условий экспериментов, получали различные результаты. Ниже приведены некоторые обобщенные краткие данные.