3.1.4. Особенности технологии производства бетона, пути экономии цемента и повышения эффективности бетонов

Технология производства бетона сводится к следующим операциям: приготовление бетонной смеси, ее заливка в форму-опалубку, уплотнение и твердение.

Самым слабым по прочности и самым дорогим по стоимости компонентом бетона является цемент. Рациональное снижение расхода цемента удешевляет бетон и улучшает его свойства: уменьшается усадка бетона, а его трещиностойкость повышается. Недопустимы большие расходы цемента в бетоне для массивных сооружений в связи с большим тепловыделением, вызывающим неравномерный разогрев бетона и его растрескивание. Расход цемента зависит от соотношения марок цемента и бетона, качества заполнителей и количества воды затворения.

Рациональный расход цемента в бетонах обеспечивается, когда марка цемента примерно в 1,5…2 раза превосходит марку бетона. В частности, для бетонов марок 400…500 требуются цементы марок 500…600. При высоких марках бетона повышение прочности цемента на одну марку, при прочих равных условиях, позволяет экономить около 15 % цемента. Такой подход наиболее целесообразен при использовании в бетонах быстротвердеющего и особо быстротвердеющего цементов. Несмотря на их высокую стоимость, это обеспечит снижение расхода вяжущего, сокращение продолжительности тепловлажностной обработки, затраты металла на формы для железобетонных изделий, снижение себестоимости изделий.

Качество заполнителей оказывает очень большое влияние на расход цемента в бетоне. Применение промытого и фракционированного крупного заполнителя дает экономию цемента около 14 %. Положительный эффект также дает использование мелкого заполнителя (песка), отмытого от глинистых и илистых примесей.

Ощутимый эффект дает снижение воды затворения при приготовлении бетонной смеси. Пластифицирующие добавки, а также гидрофобный и пластифицированный цементы снижают расход воды и цемента на 8…12 %, не ухудшая удобоукладываемости бетонной смеси. К росту прочности бетона или снижению содержания в нем цемента приводит обеспечение рациональных условий твердения, применение тепловлажностной обработки и надлежащий уход за бетоном.

В современном строительстве бетон применяется в объеме, большем, чем любой другой строительный материал. Повышение эффективности бетонов заключается в расширении сырьевой базы их производства, в частности, использование промышленных отходов, что особенно важно не только с точки зрения их удешевления, но и экологии. Повышение эффективности бетонов заключается также в снижении их массы, увеличении прочности и долговечности.

Комплексное и значительное улучшение физико-механических свойств и долговечности бетона достигается путем пропитки бетона полимерными материалами (метилметакрилатом, стиролом) с последующей полимеризацией его в порах бетона. Бетон пропитывают под вакуумом, затем высушивают и специально обрабатывают с целью ускорения полимеризации мономера: подвергают радиационному воздействию, либо термической обработке. Подобная обработка приводит к повышению прочности при сжатии в 2…4 раза, снижению истираемости на 50…80 %; вследствие повышения плотности бетона сильно снижается водопроницаемость (примерно в 7 раз), морозостойкость возрастает в несколько раз.

Таким образом, полимерная пропитка дает возможность получить качественно новый материал с высокой прочностью и долговечностью. Добавка полимеров в виде эмульсий позволяет регулировать деформативные свойства бетона. Полимерные покрытия железобетонных конструкций из кремнийорганических, эпоксидных, полиэфирных и других смол повышают водостойкость и трещиностойкость бетона.