GD Star Rating
a WordPress rating system
Альтернатива бетону - склобетон, що має більшу міцність, морозостійкість і теплопровідність. На ринку присутні шість видів склобетону, і про них йтиметься у цій статті.
Кожен будинок – це унікальна споруда із властивими лише йому характеристиками. Навіть якщо використовується типовий проектПри будівництві доводиться враховувати такі фактори, як особливості ґрунту, глибина його промерзання, вологість ґрунтів і повітря, переважаючий вітер і сила вітру. Враховувати – це означає вносити відповідні корективи до проекту.
Наприклад, підвищена сейсмонебезпека регіону вимагатиме збільшення загального метражу та діаметра арматури, зменшення кроку її в'язки; при підвищеної вологостіґрунту необхідно збільшення шару бетону навколо арматури – щоб уповільнити її корозію, і т. д. Іноді такі питання можна вирішити заміною розрахункового матеріалу на інший, з більш зручними та вигідними в даній ситуації характеристиками, або здешевити будівництво за рахунок рівноміцності заміни матеріалів на більш дешеві .
В наведених вище випадках, наприклад, альтернативою подорожчання фундаменту за рахунок збільшення кількості матеріалу може стати застосування склобетону.
Однак склобетон – це дуже велика група будівельних матеріалів, що мають різні властивості, тому варто розібратися з класифікацією та властивостями різних видів склобетону, їх сильними і слабкими сторонами, Перш ніж зупинитися на якомусь конкретному вигляді.
Загальна для всіх склобетонів властивість - це бетон, в який як складова частинадодано скло у різних видах. Функція цієї добавки визначає властивості отриманого матеріалу.
Класифікація склобетону:
По суті це аналог залізобетону, технологічна відмінність полягає лише в заміні металевого арматурного прутка на скловолоконний (композитний). Однак цей тип бетону саме через заміну арматури відрізняється низкою властивостей.
Потрібно врахувати, що викликає необхідність армування бетону: це його мала міцність на розтяг, вигин, стиск. Цей його недолік усуває армування.
Зараз на зміну дорогому (у всіх сенсах) металевому арматурному дроту приходять менш дорогі композитні матеріалина основі пластику, скла чи базальтового волокна. Найбільш затребувана склопластикова арматура, вона хоч і поступається трохи в базальтовій міцності, зате значно дешевше.
Склокомпозитна арматура не схильна до корозії і стійка до агресивних середовищ (хоча бажано уникати сильнолужних середовищ). Це означає, що вона не змінює свого діаметра, навіть якщо знаходиться у вологому середовищі. А металева арматура, як відомо, за поганої гідроізоляції бетону може корродувати до свого повного руйнування. При цьому металева арматура, що зазнала корозії, за рахунок оксидів збільшується в обсязі (майже в 10 разів) і сама здатна розірвати бетонний блок.
Внаслідок цього можна безпечно зменшувати товщину захисного шару бетону блоків армованих склопластиком. Адже велика товщина захисного шару була обумовлена необхідністю захистити сталеву арматуру від вологи, що просочує. верхній шарбетону, і тим самим запобігти можливій корозії. Зниження товщини захисного шару разом із малою вагою самої арматури дає значне зменшення ваги конструкції без зниження її міцності.
А це, по-перше, зниження ціни конструкції зі склобетону; по-друге, зниження ваги усієї будівлі; по-третє, зменшення навантаження на фундамент – і додаткова економія розмірі фундаменту.
Склоармований бетон виходить більш міцним, теплим та дешевим.
Рідке силікатне натрієве (рідше калійне) скло додають у бетон з метою підвищення стійкості до впливу вологи та високих температурі має антисептичні властивості, тому його рекомендують використовувати при заливанні фундаментів на болотистих грунтах і в гідроспорудах (колодязі, водоспади, басейни), а для підвищення термостійкості - при влаштуванні камінів, котлів та банних печей. Фактично тут скло виступає у ролі сполучного.
Існують 2 способи використання рідкого скла для покращення властивостей бетону:
Додавання нерозведеного скла (або навіть його розчину в потрібному розведенні) вже готову суміш погіршує властивості бетону, веде до розтріскування і підвищення крихкості.
Додавання рідкого скла збільшує швидкість відкидання готової бетонної суміші(Вона твердне за 4-5 хвилин), і тим швидше, чим концентрованішим був розчин скла. Тому готують такий бетон маленькими порціями, а скло обов'язково розбавляють водою.
Бетон, армований лугостійким скловолокном (фіброю), називається склофібробетоном. Це будівельний універсальний матеріал, що дозволяє виготовляти і монолітні блоки, і листовий матеріал (склоцементний лист, фактично технологічний аналог шиферу), який зараз продається під торговою маркою «Японські стінові панелі».
Властивості та якості матеріалу можуть змінюватися під дією добавок або зміни кількості добавок: акрилових полімерів, цементу, що швидко схоплюється, барвників та ін. Склофібробетон - гідростійкий, легкий і дуже міцний матеріал, що володіє цінними декоративними властивостями.
Матеріал складається з дрібнозернистого бетону-матриці, наповненого піском (не більше 50%) та відрізками скляного волокна (фіброю). За міцністю на стиск такий бетон міцніший за звичайний удвічі, за міцністю на вигин і розтягування в середньому в 4-5 разів (до 20 разів), ударна міцність вища в 15 разів.
Підвищена також хімічна стійкість та морозостійкість. Однак наповнення бетону фіброю досить складний процес, оскільки фібра має розподілитись рівномірно. Вводять її у суху суміш. Наповнення фіброю підвищує жорсткість суміші, вона менш пластична, гірше ущільнюється, вимагає обов'язкового віброущільнення у великому шарі. Листові матеріали виготовляються методом набризку та напилення.
Виготовляється на основі бетону-матриці та особливим чином орієнтованих довгих скляних (у тому числі оптичних) волокон.
Оптичні волокна пронизують блок наскрізь, армуючі розташовані між ними хаотично. У результаті шліфування торці оптичних волокон звільняються від цементного молочка і можуть проводити світло майже без втрат.
Від кількості та розташування оптичних волокон залежать рівень прозорості та кольору матеріалу. При цьому товщина блоку може бути при необхідності збільшена до десятка метрів - стільки, скільки дозволяє оптичне волокно, а воно може бути, звичайно, будь-якої довжини.
Матеріал поки дуже дорогий, близько $1000 за квадратний метр, проте ведуться розробки щодо його здешевлення. Має склоарматуру. Матеріал може бути імітований в домашніх умовах, якщо є оптичне волокно і терпіння, але не як будівельний, а як декоративний.
Цей вид бетону дозволяє економити на матеріалах, що заповнюють, замінюючи пісок і щебінь на скляний бій і замкнуті скляні ємності (трубки, ампули, кульки). Причому щебінь може бути замінений на скло на 20-100%, без втрати міцності та зі значним зниженням ваги готового блоку.
Як правило, цей вид бетону для промислового виробництва: він і виготовляється на підприємствах і використовується на них, бо має високу кислотостійкість і відносно низьку стійкість до лугу.
Скло сортують, дроблять і розмелюють, а потім просіюють через гуркіт, поділяючи на фракції. Частинки більше 5 мм використовуються як великий заповнювач, менше 5 мм замість піску, а тонкомолотий порошок як сполучна.
Однак, якщо є можливість тонкого помелу скла, цей бетон можна зробити самостійно.
Скляний порошок при замішуванні водою сам по собі не виявляє в'яжучих властивостей, необхідний каталізатор. У лужному середовищі ( кальцинована сода) склобій розчиняється, утворюючи кремнієві кислоти, які невдовзі починають перетворюватися на гель. Цей гель скріплює фракції заповнювача і після затвердіння (при нормальній або підвищеній температурі, це залежить від властивостей скла та наповнювача) виходить довговічний та міцний силікатний конгломерат – кислототривкий склобетон.
Можливе виготовлення в бетонозмішувачі бетону тільки на силікатному сполучному. Спочатку перемішують 4-5 хв сухі компоненти (пісок, щебінь, мелений наповнювач і отверджувач (кремнефтористий натрій), потім в бетономішалку, що обертається, заливають рідке скло з модифікуючою добавкою. Суміш перемішується 3-5 хв, до цього однорідності. Життєздатність суміші 40-45 хв.
Такий бетон не поступається за своїми будівельними властивостями матеріалам з традиційних в'яжучих, при цьому перевершує їх за біостійкістю, теплопровідністю, кислотостійкістю. Це важливо, якщо ґрунти, на яких влаштовується фундамент, мають кислу реакцію.
Склообетон широко застосовується і, завдяки своїм властивостям, дуже затребуваний для виробництва оздоблювальних панелей, решіток, огорож, стін, перегородок, перекриттів, декору, складних архітектурних чи прозорих дахів, труб, шумозахисних бар'єрів, карнизів, черепиці, облицювання та безлічі інших виробів. Освоївши технологію виготовлення склобетону своїми руками, можна значно заощадити на будівництві та створити неповторний дизайн свого будинку.
GD Star Rating
a WordPress rating system
) – це один із сучасних універсальних будматеріалів. Проектувальникам та архітекторам склобетон надає майже необмежені можливості у творчості.
Склообетон зарекомендував себе як відмінний засіб, що вніс в естетику, технологію та економіку будівельної індустрії великий внесок. По суті, склобетон є збірною назвою для групи матеріалів, які можуть бути використані для створення різноманітних конструкцій. У світовій будівельній практиці використовуватися склобетон став з 1969 року і з того часу в усьому світі успішно використовується. За минулі роки він значно розширив сферу свого застосування і помітно вдосконалився. Конструкції зі склобетону широко застосовуються в Японії, Південно-Східної Азії, країнах арабського сходу, США, Європі. У Росії її масштаби виробництва та застосування порядком менше, проти іншими. Причиною створення цього матеріалу стала необхідність удосконалення звичайного бетону.
1 / 1
BM: Як прискорити твердіння бетону
Склообетон широко застосовується і завдяки своїм властивостям дуже затребуваний для виробництва оздоблювальних панелей, решіток, огорож, стін, перегородок, перекриттів, декору, складних архітектурних або прозорих дахів, труб, шумозахисних бар'єрів, карнизів, черепиці, облицювання та безлічі інших виробів. Освоївши технологію виготовлення склобетону своїми руками, можна значно заощадити на будівництві та створити неповторний дизайн свого будинку.
У Останнім часомпопит на склофібробетон, вироби з якого зараз широко використовуються в будівництві як різні архітектурні елементи будівель (наприклад, фасадного декору), постійно зростає. Крім того, він зарекомендував себе як відмінний матеріалдля огорожі навколо заміського будинку. Оскільки замовляти таку огорожу у будівельній фірмі досить дорого, поговоримо про те, як зробити паркан із склофібробетону самостійно.
Відмінність склофібробетону від звичайного фібробетону полягає в тому, що в процесі його виготовлення до бетон-матриці (дрібнозернистого бетону) додають фібри зі скловолокна, що виконують функцію армування. Фібри поступово розподіляються по всьому обсягу бетону у виробі або концентруються в його певних зонах. Це забезпечує такі властивості матеріалу, як:
Все це обумовлює практично повну відсутність серйозних конкурентів у склофібробетону при виготовленні парканів, деталей для фасаду, огорож для лоджій, незнімних опалубок. Цей матеріал також поширений і в промислове будівництво, де вони використовуються у виробництві водовідвідних лотків та каналізаційних колекторів, блоків сантехкабін, труб, гідроізоляційних покриттів, а також при зведенні шумозахисних бар'єрів та мостів та у ландшафтній архітектурі.
Для того, щоб паркани зі склофібробетону прослужили максимально довго, необхідно дуже ретельно підійти до вибору виробника. На сьогодні на ринку представлена велика кількість компаній, що виготовляють та реалізують цей матеріал. Виділимо найбільші з них:
Навіть якщо власника приватного будинку не приваблює трохи химерну прикрасу фасаду склофібробетонними виробами, проте варто задуматися про те, як зробити огорожу з цього матеріалу самостійно. Такі огорожі легко встановлюються, оскільки складаються з окремих блоків, що мають невелику масу. Крім того, на їх довговічність майже не впливають негативні природні умовитипу рясних дощів та снігопадів.
Для монтажу паркану нам знадобляться самі блоки зі склофібробетону, металева арматура, горизонтальна тятива, цементний розчин, рівень, дриль, фарба для декору. Необхідно виконати таку послідовність операцій:
Для склофібробетону характерний високий рівень декоративності, тому він відкриває необмежені можливості для вираження особистих пристрастей власника будинку. Такий матеріал дозволяє не тільки швидко і легко зробити огорожу своїми руками, а й відобразити індивідуальність окремого житла. Склофібробетонні паркани піддаються фарбуванню, тому їх можна перефарбовувати щороку, змінюючи оздоблення під настрій.
Характерною особливістю склофібробетону є те, що з його допомогою часто імітують інші будівельні матеріали, серед яких цегла, дерево, мармур, граніт та багато інших. «Родзинка» такого паркану – можливість зробити його двостороннім: з одного боку, він імітує фактуру мармуру, з іншого – деревини. Або ж для лицьового бокуогорожі застосовують рельєфні склофібробетонні плити, а для тильної – плоскі. Дуже популярні шапки на стовпи огорож, які мають круглу або квадратну форму.
Огорожі зі склофібробетону часто виглядають монументально, якщо для них брали суцільні та широкі полотна панелі зі склофібробетону. Але для того щоб паркан виглядав більш витончено, їх слід замінити вужчими горизонтальними панелями або придбати склофібробетонні блоки, зовнішньому виглядущо нагадують кладку цегли. Під замовлення цілком можливо придбати і плити з різноманітними візерунками або навіть скульптурними композиціями, що перетворюють паркан на справжній витвір мистецтва.
Оскільки огорожі є розбірними конструкціями, їх висота варіюється в залежності від функціонального призначення. По периметру присадибної ділянкикраще встановити високий монументальний, навіть трохи помпезний паркан. Але якщо територія навколо будинку значна, особливий шарм нададуть їй невеликі огорожі з такого матеріалу, що відокремлюють, наприклад, сад від підсобних приміщень. Іноді зі склофібробетону роблять тільки стовпи огорожі, а замість горизонтальних панелей встановлюють ковані ґрати. Якщо раптом вид паркану набрид, його елементи буквально за пару годин змінюються на більш відповідні за типом або розміром, надаючи абсолютно новий видвсьому заміському будинку.
В даний час однією з альтернатив простому бетону є склобетон. Цей будівельний матеріал відрізняється від звичайного бетону більшою міцністю, морозостійкістю та теплопровідністю. Сьогодні на ринку присутні 6 видів склобетону, кожен з яких має свої відмінності та особливості. Матеріал можна виготовити самостійно в домашніх умовах, при цьому властивості його виявляться на найвищому рівні.
З одного боку, є бетон, який спричиняє забруднення, зокрема через цемент, що використовується в його складі. З іншого боку є скляні відходи, які можуть бути повністю перероблені з використанням складного і дорогого процесу. Рішення помістити скло в бетон запропонував Фонд Еллен Макартур після низки досліджень, опублікованих у жовтні 2016 року.
Бетон – один із широко використовуваних будівельних матеріалів у світі. У США, де проводилося дослідження, у 2015 році було виготовлено 600 мільйонів тонн бетону. Однак це один із матеріалів з найбільшим негативним впливом на навколишнє середовище - через цемент, що використовується для його виготовлення.
Для зниження вуглецевого викиду бетонна промисловість почала використовувати два основних замінники цементу: золу, що утворюється при спалюванні вугілля, та шлак – побічний продукт виробництва сталі. Ці замінники дозволили знизити вуглецеві викиди від 25 до 40% на тонну бетону, підвищили міцність та зменшили витрати.
Але ці заміни не є ідеальним рішенням: вони містять важкі метали - ртуть, яка робить їх потенційно токсичними. Виробники та користувачі, як і раніше, залежать від викопного палива:"У міру того, як все більше і більше компаній намагаються зменшити свій вуглецевий слід і використовувати відновлювану енергію, використання побічних продуктів викопного палива на їх заводах все частіше розглядається як антиінтуїтивне та суперечливе", - пише доктор наук Ellen MacArthur Foundation.
У той же час вирішення проблеми відходів скла стає все більш проблематичним. Американцям не вдається повторно використати скло після споживання – 11 мільйонів тонн на рік. Тільки одна третина переробляється, а решта йде прямо на звалища. Хоча скло 100% придатне для переробки, дослідження каже, що все більше американських міст відмовляються від своїх переробних програм - головним чином, з фінансових причин: сортування скла є складним і дорогим.
Кожна будова є унікальною спорудою із властивими лише їй особливостями. Навіть якщо під час будівництва застосовується типовий проект, необхідно брати до уваги деякі фактори, наприклад, характеристики ґрунту, глибину його промерзання, вологість ґрунту та повітря, наявний вітер та його силу. При врахуванні цих нюансів доведеться внести деякі корективи до будівельного проекту.
Так, якщо в районі будівлі спостерігається підвищена сейсмонебезпека, то необхідно збільшити загальний метраж та діаметр арматури, а також зменшити відстань її в'язки. Якщо вологість ґрунту на місці майбутньої будівлі надто висока, доведеться збільшити шар бетону біля арматури, уповільнивши корозію. У деяких випадках такі проблеми вирішуються методом заміни розрахункового матеріалуна інший, у якого є більш зручні та вигідні характеристики. Можна зробити будівництво дешевшим завдяки рівній заміні будматеріалів на більш бюджетний.
Наприклад, альтернативним варіантомдорогого фундаменту за рахунок збільшення кількості може бути використання склобетону. Однак варто звернути увагу на те, що він включає величезну групу будматеріалів, які відрізняються між собою властивостями, тому необхідно вміти розбиратися в їх класифікації та характеристиках різних видів. Прийде також ознайомитися з сильними і слабкими сторонами бетону, перш ніж робити вибір на користь конкретного виду.
Кожен вид склобетону має свої властивості та характеристики. Залежно від цього варто відштовхуватися при виборі будівельного матеріалу.
Цей вид бетону називається композитобетон, що є аналогом залізобетону. У разі металевий арматурний прут замінюється на скловолоконний. Завдяки заміні арматури композитобетон має низку відмінних властивостей.
В даний час на зміну дорогому металевому арматурному пруту прийшли бюджетніші композитні матеріали, виготовлені на основі пластику, базальтового волокна або скла. У будівництві найбільший попит викликає склопластикова арматура, яка хоч і поступається базальтовою за міцністю, але коштує набагато дешевше. Основні характеристики:
Склокомпозитний матеріал не піддається різним корозіям і є дуже стійким до агресивного середовища, хоча фахівці рекомендують уникати сильнолужного середовища.
Це означає, що арматура не змінюється в діаметрі, навіть якщо довкола переважає вологе середовище. Металевий матеріалпри поганій гідроізоляції бетону може повністю зруйнуватися. Арматура з металу, котра зазнала корозії, починає збільшуватися в обсязі майже в 10 разів, через що може розірвати бетон.
Завдяки цьому можна безпечно зменшувати захисний шар бетонних блоків.армовані склопластиком. Велика товщина захисного шару обумовлюється функцією захисту сталевий арматуривід високої вологостіяка просочує верхній бетонний шар, тим самим запобігаючи всім можливим корозіям.
Коли знижується товщина захисного шару, разом з невеликою вагою арматури зменшується і вага всієї конструкції, без зменшення показника міцності. Завдяки цьому знижуються вартість матеріалу, вага всієї будови, а також навантаження на фундамент. Таким чином, склоармований бетон є недорогим, теплішим і міцнішим.
У склобетонні блоки додають рідке натрієве силікатне скло, щоб збільшити показники стійкості до впливу високої вологості повітря і високих температур. Крім цього, матеріал відрізняється наявністю антисептичних властивостей, тому його найкраще застосовувати для заливання фундаментів на болотистих ділянках, а також при будівництві гідроспоруд.
Щоб збільшити термостійкість, такі блоки використовують під час облаштування котлів, печей та камінів. В даному випадку скло є елементом.
Завдяки цьому універсального матеріалуможна виготовляти монолітні блоки та листові матеріали, які зараз купуються на ринку під торговою маркою «Японські стінові панелі».
Характеристики та якості цього будівельного матеріалу можуть змінюватися під впливом тих чи інших додаткових елементівабо залежно від зміни кількості барвників, акрилових полімерів та інших добавок. Стеклонаповнений бетон з фіброю є міцним, легким та гідростійким матеріалом, який має низку цінних декоративних якостей.
Склофібробетон включає дрібнозернистий бетон-матрицю, який наповнений піском, а також відрізки волокон зі скла, які називаються фіброю.
Як основний матеріал при виготовленні виступає бетон-матриця, а також орієнтовані довгі скляні волокна, включаючи оптичні. Вони пронизують наскрізь блок, а армуючі волокна розташовуються між ними в хаотичному порядку. Після шліфування торці оптичних волокон звільняються від цементного молочка і майже без втрат можуть пропустити крізь себе світло.
В даний час матеріал є дорогим. За один квадратний метр склооптикобетону доведеться заплатити близько 1000 доларів. Але спеціалісти продовжують вести роботи щодо зниження вартості. Будівельний матеріалмає склоарматури. Його можна імітувати самостійно в домашніх умовах, якщо знайти оптичне волокно і запастися терпінням, але в такому випадку він виступатиме не будівельним, а швидше декоративним.
Завдяки цьому типу бетону можна значно заощадити на матеріалах, що наповнюють.шляхом заміни піску та щебеню скляним боєм та замкнутими ємностями зі скла:
Щебінь можна замінити склом на 100%, при цьому не втрачаючи міцності, а вага готового блоку буде набагато меншою за звичайний склобетон. Пивні пляшки всередині бетону підійдуть для виготовлення цього матеріалу в домашніх умовах.
Склообетон зі склом у вигляді сполучної речовини застосовується для промислового виробництва.
На початку процесу скло сортують і дрібно подрібнюють, після чого воно проходить крізь гуркіт і поділяється на фракції. Скляні частинки, розмір яких становить більше 5 мм, застосовуються для виготовлення склобетону як великий заповнювач, а більш дрібні крупиці виступають у ролі сполучного порошку. Якщо вдома є можливість тонко помолоти скло, бетон можна зробити самостійно.
Склообетон для декоративних оздобленьвикористовується по-різному. Можна застосувати типову процедуру обробки поверхні, піскоструминну обробкуабо полірування «діамантами». Скляні частинки монолітно поєднуються з бетоном, але частіше їх наносять на поверхню свіжого бетону. Цей метод використовується для того, щоб додати унікальність підлоги в приміщенні.
Логічним припущенням може бути те, що декоративний склобетон виготовлятиметься з перероблених скляних пляшок, але це не так. Рециркульоване скло має дуже багато забруднень. Для цього застосовуються такі предмети, як вікна, келихи та дзеркала.
Виробники не використовують «брудні» скляні тари та скло з наклейками. Рециркулированное скло сортується за кольором, але може і змішуватися між собою. У будь-якому випадку воно розплавляється і дробиться, а не гаситься водою (що сильно ламає скло). Потім матеріал сортується за розміром, а краї притуплюються.
Склообетон можна купити в 20 різних кольорах, найдорожчий - червоний. За один мішок доведеться віддати 150 доларів.
В даний час склобетон має широке застосування, а завдяки своїм унікальним характеристикамвін є затребуваним при виготовленні оздоблювальних панелей, огорож, грат, перегородок, декору та інших виробів. Якщо освоїти техніку виготовлення склобетону своїми руками в домашніх умовах, можна непогано заощадити та створити унікальний дизайну своєму домі.
Однак розширення видобутку основних типів наповнювачів бетонів не завжди може бути реалізовано. Родовища нерудних матеріалів типу будівельного каменю, піщаногравійних сумішей і будівельних пісків не завжди можуть бути використані, оскільки вони забудовані, знаходяться в заплавних терасах річок або на інших територіях, що охороняються. При цьому побутовий і промисловий склобій, що не знаходить на сьогоднішній день збуту, але володіє високими характеристиками міцності і доступністю, практично не використовується як заповнювач бетонів. У нашій країні щорічно утворюється близько 35-40 млн т твердих побутових відходів, при цьому рециклінгу піддається лише 3-4% ТПВ. Кількість склобою для різних територій складає 6-17 мас. %. Щорічний обсяг склобою, що потрапляє на полігони твердих побутових відходів, становить 2-6 млн т. У порівнянні з річною потребою у заповнювачах ця величина невелика, але необхідно враховувати екологічний ефект не тільки від утилізації компонента ТПВ, але й можливість зниження видобутку природних ресурсівпри заміні на сировину антропогенного походження. Крім того, використання відходів у 2-3 рази дешевше, ніж природної сировини, витрата палива при використанні окремих видів відходів знижується на 10-40%, а питомі капіталовкладення на 30-50%.
Проте проблема взаємодії натрійкальцієвого силікатного скла з цементним каменем створює серйозні проблеми при використанні склобою як ефективного наповнювача в цементних композиційних матеріалах. Те ж саме можна сказати про багато склосодержащих матеріалів - мінеральні і скляні волокнисті матеріали (вати), склотканину, піноскло, які могли б бути використані як ефективні заповнювачі в цементних композиціях.
В результаті лужно-силікатної реакції утворюється гель, який набухає в присутності вологи, призводячи до утворення тріщин та руйнування бетону. Дана реакція може протікати і в звичайному бетоні, якщо наповнювач природного походження містить оксид кремнію реакційноздатний (звичайно аморфний). З одного боку скляний наповнювач сприяє протіканню в бетоні лужно-силікатної реакції внаслідок того, що скло містить на поверхні Na+, здатне створювати певну концентрацію NaOH в цементній композиції навіть у разі відсутності лугу у вихідному цементі, а з іншого боку саме скло містить на поверхні з'єднання оксиду кремнію в аморфному вигляді. Відомі дослідження натрій-кальцієвого скла як наповнювача цементного тесту. У цьому випадку склобій різного складу та дисперсності додавався в цементну композицію, і досліджувалися в основному розширення та міцність одержаного бетону. Так дослідження проводилися в Колумбійському університеті (США) професором С. Мейєром. Виявлено, що додавання скла в композицію в більшості випадків призводить до перебігу процесу лужно-силікатної взаємодії та зниження міцності. Також проведено дослідження впливу на процес температури та складу скла. Виявлено, що порошки скла високої дисперсності призводять до відсутності розширення зразків . Автори роблять припущення про високу швидкість протікання процесу лужно-силікатної реакції в цьому випадку, що призводить до завершення процесу 24-28 год, внаслідок чого надалі не може бути зафіксовано розширення та руйнування зразків. Можна припустити, що як можливі шляхи придушення процесу лужно-силікатної взаємодії в композиціях скло-цемент автори пропонують використання скла певного гранулометричного складу, додавання високодисперсного скла та модифікацію композиції додаванням сполук літію або цирконію.
Мал. 1.Залежність міцності бетонних композицій від розміру скляного заповнювача у різний період часу за наявності та відсутності додаткового лугу у композиції: 1 – у віці 13 тижнів без лугу; 2 – у віці 1 тиждень без лугу; 3 – у віці 13 тижнів
У цій роботі були розглянуті різні варіантипридушення лужно-силікатної взаємодії при використанні як наповнювачів бетону склобою та продукту його переробки - піноскла.
Експерименти проводилися відповідно до стандарту ASTM C 1293-01 за підвищеної температури. Для цього стандартні зразки бетонів довжиною 250 мм витримували за температури 60°С протягом трьох місяців. Зразки періодично витягали з термостата контролю розширення. Після охолодження зразка до кімнатної температурийого довжину виміряли за допомогою оптичного дилатометра. Контроль міцності зразків проводили машиною для випробування на стиск ІП 6010-100-1. Для виготовлення зразків використовували стандартний цемент М400 виробництва цементного Пашийського заводу. Склобій отримували дробленням у молотковій дробарці з наступним помелом у вібровідцентровому млині ВЦМ_5000. Використано гранульоване піноскло виробництва ЗАТ «Пеностал» (Перм).
Для оцінки інтенсивності та глибини протікання лужно-силікатної реакції проведено ряд експериментів щодо взаємодії цементного матеріалу зі склом різних фракцій як за відсутності в цементі додаткового вільного лугу, так і за його наявності. Основним параметром, що характеризує перебіг реакції, є розширення зразків бетонних композитів. Непрямим підтвердженням і наслідком цієї реакції було зниження характеристик міцності отриманих бетонів. Як реперні зразки, в яких реакція не повинна протікати, взяті бетони з кристалічним наповнювачем - кварцовим піском.
Виявлено, що суттєве розширення зразків, характерне для лужно-силікатної взаємодії, спостерігається тільки у бетонів з великими максимальними досліджених фракціями, більше 1,25 мм, причому ефект посилюється при додатковому введенні лугу до складу бетонів. Залежність міцності при стисканні від часу витримки бетонів дозволили виявити аномально високе значення міцності для зразків безлужних бетонів під час використання наповнювачів як мінімальної, і максимальної дослідженої фракції. Причому міцність бетонів, що одержуються, значно перевершує міцність бетонів без скляного заповнювача. Це особливість дозволяє припустити істотний вплив розміру фракції наповнювача на міцність бетонів, що одержуються. Відповідні залежності міцності бетонів від фракції наповнювача у початковий та кінцевий період утворення цементного каменю представлені на рис. 1.
На всіх кривих простежується явно виражений мінімум, який відповідає наповнювачу фракції 0,1-0,3 мм. Характер залежностей міцності від дисперсності наповнювача залишається незмінним - з крутим зростанням області зниження розміру наповнювача і плавним зростанням області підвищення розміру частинок наповнювача при використанні безлужних композицій і незначному зростанню і стабілізації міцності в області підвищення розміру частинок наповнювача при використанні лужних композицій. Згодом характер кривих не змінюється, але вони зміщуються вгору - до вищих характеристик міцності в міру твердіння цементного каменю.
Тому використання склобою великих фракцій - переважно 1,2 мм і вище можливе як наповнювач в бетонах, причому міцність цих композитів перевищує міцність звичайних бетонівна піщаному наповнювачі. Однак при використанні таких заповнювачів існує як мінімум дві проблеми, пов'язані з можливістю перебігу лужно-силікатної взаємодії. По-перше, наявність у цементі або інших компонентах бетону вільного лугу неминуче призводить до виникнення лужно-силікатної взаємодії та зниження міцності бетонів. По-друге, в процесі великотонажного виробництва складно запобігти мимовільному дробленню і стирання великої фракції, що також неминуче призведе до зниження якості бетону, що отримується. При розмірі частинок наповнювача менше 50 мкм відбувається аномальне зростання міцності, що значно перевищує міцність композицій стандартного наповнювача з кварцового піску. Таке збільшення міцності може бути пояснено здатністю дисперсного скла до вступу в процеси утворення нових фаз при утворенні цементного каменю за рахунок високої питомої поверхні порошків скла. Зазначена особливість високодисперсного скла може бути використана як для придушення процесу лужно-силікатної взаємодії в тих бетонних композиціях, коли реакція має місце, так і для створення в'яжучих матеріалів на основі дисперсного скла.
Проблема великих фракцій склобою з підвищеним змістомлуги, як заповнювача в бетонах, може бути частково вирішена при додатковому пригніченні реакції лужно-силікатної взаємодії. Для цього намічено два технологічні шляхи, що легко здійснюються.
Мал. 2.Бетони із заповнювачем з піностеклянного гравію при різному ступені заповнення: а) відношення (мас.) піноскло/(цемент+пісок) 0,265; б) відношення (мас.) гравій/цемент 1,6
