Специальные виды бетона 2 (стр. 3 из 6)

Бетон, предназначенный для защиты от радиоактивного воздействия. Как и все виды бетонов, ориентированных на возведение защитных конструкций, он должен обладать высокими показателями по прочности (не только на сжатие, но и на растяжение). Также важны высокая плотность и содержание водорода (в виде воды, связанной с вяжущим).

В качестве вяжущего для бетонов этого класса себя превосходно зарекомендовал портландцемент (допустимо применение шлакопортландцемента). Учитывая, что конструкции для защиты от излучения компактными не бывают, необходимо чтобы используемый цемент выделял как можно меньше тепла при твердении.

На роль заполнителя в этом случае претендует широкий список тяжёлых материалов, точный состав устанавливается специалистами при расчете каждой индивидуальной конструкции. Для особенно тяжёлых растворов заполнителем могут служить насыщенные железные руды (магнетит или гематит с содержанием Fe не менее 60%). Если необходимо повысить содержание связанной воды в составе, используется бурый железняк (лимонит). В качестве мелкого заполнителя могут фигурировать баритовые руды или барит (содержание сульфата бария не менее 80%).

Нередко применение металлических заполнителей — лимонитового или кварцевого песка, а также чугунной и свинцовой дроби. Свинцовая дробь дорогая, применяется чаще всего при заделке отверстий в конструкциях и на участках, где требуется повышенная защищённость. Плотность бетона на металлическом заполнителе доходит до 6000 кг/м³.

Эксплуатация бетонных защитных сооружений сопряжена с воздействием высоких температур. Неравномерный прогрев вызывает напряжения внутри конструкции, чтобы сдерживать их используемый бетон должен иметь высокую марку по прочности на растяжение, а вот усадку напротив минимальную. Бетонные конструкции, расположенные в непосредственной близости от работающего ядерного реактора должен обладать большим потенциалом жаропрочности, поскольку функционирование реактора в аварийном режиме сопряжено с выделением экстремальных температур.

Специальные бетоны. Часть 1

Эти бетоны предназначаются для особых конкретных условий эксплуатации и выпускаются в виде отдельных конструкций или используются в монолитных сооружениях. К специальным бетонам относятся: дорожный цементный, высокопрочный, гидротехнический, жаростойкие, кислотоупорные, особо тяжелые, серный, фибробетоны, бетоны на шлакощелочных вяжущих веществ. Для изготовления специальных бетонов выбирают определенные сырьевые материалы (вяжущие вещества, заполнители, добавки) и технологии, которые обеспечивают по своим свойствам и параметрам получение бетонов со специфическими свойствами: с повышенными прочностью, жаростойкостью, стойкостью в кислотных средах и т. п. Эти бетоны также являются типичными ИСК и на них распространяются общие закономерности теории ИСК: закон прочности оптимальных структур, закон створа, закон конгруэнции и др.

Высокопрочные бетоны имеют марки по прочности на сжатие М600... М1000. Они являются бетонами нового поколения; они были разработаны в НИИЖБ, где получены бетоны с пределом прочности на сжатие до 200 МПа, морозостойкостью F1000 и водонепроницаемостью W20 и выше. Для изготовления этих бетонов применяют высокомарочные портландцементы, песок и щебень марок по прочности на сжатие М1200-М1400, не содержащие вредных примесей. Для освобождения заполнителей от органических, пылевидных, глинистых и других примесей заполнители промывают.

Бетонные смеси имеют низкие соотношения В/Ц (0,27 - 0,45); перемешивание сырьевых материалов осуществляется в бетоносмесителях принудительного действия, например турбинных, обеспечивающих качественное перемешивание малоподвижных и жестких смесей. В целях более эффективного перемешивания и уплотнения в бетонные смеси вводят суперпластификаторы, не понижающие прочность бетонов. Формование изделий и конструкций осуществляется при интенсивном уплотнении бетонных смесей: вибрированием с пригрузом, двойным вибрированием, прессованием под большим давлением.

Высокопрочные бетоны быстро твердеют, поэтому их тепло-влажностная обработка может осуществляться за более короткие сроки. Использование новых особобыстротвердеющих цементов позволяет исключить тепловлажностную обработку, так как в этом случае бетон быстро твердеет при температуре 20 - 25 ºС. Применяя высокопрочные бетоны в железобетонных конструкциях, можно сэкономить расход арматурной стали на 10-12%, а за счет повышения несущей способности конструкций сократить расход бетона до 30 % (по объему).

Дорожный цементный бетон применяется для устройства автодорожных покрытий, аэродромов, оснований под асфальтобетонные покрытия, возведения мостовых сооружений. Для изготовления дорожных бетонов применяют специальные портландцементы (дорожный, гидрофобный, пластифицированный), заполнители могут быть тяжелыми и легкими. Для устройства верхних слоев дорожных покрытий применяют бетоны с прочностью при сжатии классов: В22,5; В25; В30, для нижних - В15 и В20. При строительстве мостов применяют железобетонные конструкции, тяжелые бетоны для их изготовления имеют классы: В15- В45. Марки дорожных бетонов по морозостойкости: F100, F150, F200; для повышения их морозостойкости применяют воздухововлекающие добавки, создающие резервные поры (до 5 - 6% от объема в бетоне). Резервными называют поры, в которых мигрирует вода! при отрицательных температурах. В качестве таких добавок используют СНВ (на основе абиетиновой кислоты), мылонафт и др. Дорожные бетоны хорошо сопротивляются истирающим воздействиям при движении транспорта. Для повышения стойкости бетонов на износ и истирание применяют заполнители с повышенной твердостью либо при устройстве дорожных покрытий втапливают в верхний слой свежеуложенного бетона частицы из особо твердых материалов (кварцита, корунда и др.) размером до 5 мм. Коэффициент температурного расширения не должен превышать 10*1-6 на 1 ºС. С уменьшением содержания цемента уменьшаются усадочные деформации, поэтому при проектировании составов бетонов рекомендуется использовать общий метод, позволяющий получать бетоны оптимальных составов с наилучшими показателями свойств, в том числе с минимальной усадкой, наибольшими прочностью и долговечностью. Для изготовления дорожных бетонов рекомендуются промытые крупные заполнители, содержащие глинистых примесей не более 1 % по массе, а пески - крупно- и среднезернистые, природного происхождения или полученные дроблением плотных горных пород.