Технология №151
Высокопрочный легкий бетон 
Разработана технология получения высокопрочных легких бетонов (ВПЛБ) средней плотностью 1300...1500 кг/м3 и маркой по прочности более М600, что на 15..20 % легче и 30...40 % прочнее по сравнению с ближайшими мировыми аналогами. Наш бетон почти вдвое легче и "теплее" традиционного тяжелого бетона, сохраняя при этом высокую прочность и морозостойкость (более F300), что не достижимо для применяемых сегодня ячеистых бетонов.
rating30
Эту страницу просматривали
Подробное описание
Мировой тенденцией по повышению качества бетона, как наиболее распространенного в строительстве материала, является объединение положительных качеств легких и тяжелых его видов. То есть снижение средней плотности и повышение прочности бетона обеспечит возможность сочетание конструкционных и теплоизоляционных свойств этих материалов. Критичной областью для решения этой проблемы является средняя плотность бетона 1800 кг/м3, при снижении которой ниже этого предела материал теряет в прочности и не способен обеспечить конструкционные характеристики.

Высокопрочный легкий бетон является мелкозернистым бетоном, не содержащим крупный заполнитель. Снижение средней плотности достигается за счет сферических частиц микрометрического размера представляющих собой углекислый газ в твердой непористой оболочке. В сочетании с подобранными особым способом компонентами цементно-минеральной составляющей бетона и специальными модифицирующими добавками полый наполнитель формирует одновременно плотную и прочную структуру бетона с насыщенной закрытой пористостью.

Разработанный бетон классифицируется как материал конструкционного назначения с высоким эксплуатационными свойствами, который может быть использован в жилищном и общественном строительстве, для возведения многоэтажных и высотных зданий и сооружений, при строительстве железнодорожных и автомобильных мостов, эстакад, развязок, а также при изготовлении большепролетных изделий из железобетона (фермы, балки, ригели и т.д.) и устройстве сложных строительных объектов. Кроме того, такой бетон значительно расширяет архитектурные возможности строительства.

Применение высокопрочного легкого бетона в строительстве позволяет:

  • Сократить вес здания и увеличить максимальную этажность (до 40%) за счет низкой средней плотности;
  • Уменьшить требования к основаниям и фундаментам — снизить стоимость работ на «нулевом цикле» в 2-2,5 раза;
  • Снизить материалоемкость строительства за счет экономии бетона и металлической арматуры;
  • Повысить энергоэффективность здания в процессе его эксплуатации (экономия энергии на отоплении);
  • Сократить затраты на транспортные и монтажные работы за счет использования менее грузоподъемной техники;
  • Снизить стоимость 1 м2 жилья в многоэтажном здании на 30%.

    Общая эффективность строительства за счет применения изделий из высокопрочного легкого бетона увеличивается на 30-35%!

Свойства высокопрочных легких бетонов

Таблица 1

Параметр

Единица измерения

Значение

Подвижность по диаметру расплыва конуса

мм

не менее 155

Средняя плотность

кг/м3

1300…1500

Общая пористость

в том числе закрытая

открытая

%

до 33,4

31,9

1,50

Прочность при сжатии

МПа

40,0…70

Прочности при изгибе

МПа

5,0…8,5

Удельная прочность

МПа

30,0…50,0

Коэффициент трещиностойкости

0,10...0,12

Коэффициент трещиностойкости по методу МИИТ

0,27...0,42

Модуль упругости

ГПа

до 10,0

Коэффициент Пуассона

до 0,12

Водопоглощение по массе

%

менее 1,0

Коэффициент теплопроводности

Вт/(м∙К)

менее 0,60

Коэффициент температуропроводность

10-7 м2

менее 4,00

Удельная теплоемкость (при T=25oC)

кДж/(кг∙К)

1,08…1,17

Коэффициент водостойкости

более 0,99

Морозостойкость

марка

более F300

Преимущества высокопрочных легких бетонов

Бетон был и остается основным строительным материалом для строительства жилья. Разработанный бетон обладает положительными качествами и преимуществами по отношению как к традиционным легким, так и тяжелым бетонам (таблица 2). Важнейшей особенностью высокопрочного легкого бетона и его отличительной стороной от тяжелых бетонов является почти в 2 раза меньшая плотность. При этом такой бетон имеет высокий предел прочности при сжатии (марка М400… М600). При этом ВПЛБ имеет более чем в 2,5 раза меньший коэффициент тепло- и температуропроводности.

В отличие от легких бетонов высокопрочный легкий бетон обладает высокой прочностью, низким водопоглощением и высокой морозостойкостью, а также однородностью структуры по объему. Разработанный бетон имеет марку по морозостойкости не менее F300 (при общей пористости 33,4%), что не достижимо для традиционных ячеистых бетонов. В настоящее время в строительстве принято комбинировать тяжелый бетон, используя его в качестве конструкционного материал, с легким бетоном для утепления ограждающих конструкций. Свойства же высокопрочного легкого бетона позволяют объединить эти функции в одном материале.

Таблица 2

Показатель

Высокопрочный тяжелый бетон

Традиционный легкий бетон

Высокопрочный легкий бетон

Высокая прочность

+

+

Низкая средняя плотность

+

+

Высокая удельная прочность

+

+

Закрытая пористость

+

+

Низкое водопоглощение

+

+

Низкая теплопроводность

+

+

Высокая звукоизоляция

+

+

Высокая морозостойкость

+

+

Примечание: "+" – наличие указанного качества; "–" – отсутствие указанного качества.

Мировые аналоги в обозначенном направлении

Разработанный составы бетонов превосходят мировые аналоги на 15...40% по средней плотности и прочности.

Таблица 3

Год

Страна

Прочность при сжатии, МПа

Средняя плотность, кг/м3

Удельная прочность, МПа

1999

 quwait

Кувейт

22…25

1520…1550

14,4…15,0

2002

 germany

Германия

14…25

1800…1850

7,5…15,0

2003

 brazil

Бразилия

40…50

1450…1600

24,5…30,5

2003

 turkey

Турция

30…40

1800…1860

16,1…22,2

2004

 japan

Япония

47…54

1800…1850

27,5…30,0

2007

 russia

Россия

46…61

1800…1850

25,5…33,8

2007

 russia

Россия

42…48

1600…1650

25,4…28,7

2010

 malasia

Малайзия

43…48

1870…1990

22,9…24,1

2011

 turkey

Турция

42…60

1840…1960

22,8…30,6

2012

 portugal

Португалия

40…70

1500…2000

22,8…35,0

2012

 russiaВПЛБ

40…70

1300…1500

30,0…50,0

Область применения высокопрочных легких бетонов

Энергоэффективные высокопрочные легкие бетоны могут быть использованы при изготовлении изделий из железобетона в промышленном и гражданском строительстве для возведения многоэтажных и высотных жилых и общественных зданий, при строительстве дорожных мостов, эстакад и развязок, при изготовлении большепролетных изделий из бетона, а так же при возведении сооружений специального назначения.

Снижение веса конструктивных элементов зданий позволяет решать сложные архитектурные задачи и расширяет область применения легких бетонов как конструкционного материала.

Кроме того все больше высокопрочные легкие бетоны получают распространение в специальном строительстве (атомная отрасль, электроснабжение и т.д.). Легкие, но прочный материал расширяет архитектурные возможности для строительства, что позволяет реализовывать смелые проектные решения.
Дополнительной особенностью является возможность применения такого бетона для строительства в условиях сложных грунтов (береговая линия рек, озер, морей), в районах с развитыми подземными коммуникациями (метро, тоннели), а также в сейсмически не стабильных регионах, что делает такой материал подходящем для строительства в крупнонаселенных городах, в туристических регионах (отели, гостиницы) и т.д.

Кроме того, высокопрочный легкий бетон может быть актуален в других областях строительства, где предъявляются высокие требования к эксплуатационным свойствам бетона, но существует ограничение по массе изделий или конструкций, например, для изготовления теплых фасадов, устройства балконных конструкций, производства специальных сырье-хранилищ сферической формы и т.д.

Технологическая схема завода ЖБИ из высокопрочного легкого бетона

Технологическая схема производства изделий из ВПЛБ

Перспективы развития

В настоящее время перспективным направлением для развития технологии высокопрочных легких бетонов в массовом строительстве является использование в качестве заполнителя гранулированного вспененного стеклокерамического заполнителя. Испытания показывают, что такие гранулы позволят создавать высокопрочные легкие бетоны (Rуд>25 МПа) рядовых марок М250-М500, что является традиционными марками для большинства изделий и конструкций из сборного железобетона.
Предварительные исследования показали, что использование гранул размером менее 1 мм позволяет получить бетон с пределом прочности при сжатии 48,5-52,5 МПа при средней плотности 1400-1600 кг/м3, что подтверждает высокую перспективность такого заполнителя для разработки технологии легких бетонов рядовых марок средней плотностью 1200-1500 кг/м3. При этом расход цемента на 1 м3 не будет превышать 450 кг, а стоимость бетона сможет конкурировать с тяжелым бетоном аналогичных марок, что в совокупности создает предпосылки для развития такой технологии. Региональная доступность сырья и экономичная технология производства гранулированного заполнителя из кремнистых пород совместно с адаптированной под местные ресурсы технология конструкционного легкого бетона имеет высокую экономическую привлекательность и в состоянии обеспечить развитие строительной отрасли в региональных и федеральных масштабах.


Дата создания профайла технологии:10 июня 2015

Технология заполнена на 100%
Вход в систему Регистрация →
Забыли пароль?