Композитный бетон: рецепт, как сделать своими руками

Разное
alexxlab
1-03-2021

Содержание

Полимерный бетон: состав, применение, свойства

Отдельную нишу на рынке стройматериалов занимает композитный полимерный бетон, в составе которого находятся различные минеральные полимеры. Благодаря им, характеристики структуры бетонной смеси существенно улучшаются, и это достойная замена обычного бетона. Есть разные виды смеси с добавлением полимеров, каждый из которых имеет свои особенности и область применения. Прежде чем начать использовать этот материал, следует внимательно изучить его технические характеристики и правила применения.

Состав материала

Полимерный бетон состоит из полиэфирных смол, одним из главных свойств которых является связывание составляющих смесь компонентов между собой. Для изготовления бетонного раствора с полимером используются такие смолы:

  • Эпоксидные. Вещество без запаха, при добавлении в смесь придает материалу во время работы особую прочность, однако готовая поверхность получается хрупкой.
  • Метилметакрилатные. Смола отличается резким запахом, который сразу после полимеризирования исчезает. Такой цементно-полимерный материал быстро схватывается, однако поверхность остается уязвимой перед воздействием химических веществ.
  • Полиуретановые. Имеет самое широкое применение, так как придают поверхности особой прочности и надежности.

Кроме этого, в качестве вяжущего вещества применяется фурановый и полиэфирный полимеры. Еще используются дополнительные добавки в бетон, такие как:

Состав материала может дополняться молотым тальком.

  • молотый тальк;
  • графитовый порошок;
  • андезитовая мука;
  • измельченный базальт;
  • слюда.

Грубый зерновой состав включает компоненты:

  • гравий;
  • щебень;
  • кварцевый песок.

Свойства и характеристики

Если технология изготовления полимербетона строго соответствует принятым стандартам, состав, приготовленный на смолах и затвердителях по прочности и надежности обходит смеси, сделанные из привычных компонентов.

Основные свойства, которыми обладают полимерцементные бетоны, представлены в таблице:

Показатель Оптимальное значение
Плотность 300—3000 кг/м3
Противостояние на сжатие 50—110 МПа
Противостояние на изгиб 3—11 МПа
Предел истирания 0,02—0,03 г/см2
Температурный предел 60—40 °C
Упругость 10000—40000 МПа
Коэффициент теплопроводности 0,05—0,85 Вт/мК
Объем поглощения влаги 0,05—0,5%

Химическая пассивность определяется ГОСТом 25246–82. Согласно этому нормативному документу, при нагревании поверхности до 200 градусов по Цельсию химическая стойкость составляющих полимербетона к азотной кислоте не менее 0,5%, а к соляной кислоте, раствору кальция и аммиаку — не меньше 0,8%. Исходя из таких характеристик, можно сделать вывод, что полимербетонные полы обладают всеми важными для строительства качествами.

Посмотреть «ГОСТ 25246-82» или cкачать в PDF (0 KB)

Какие существуют виды?

С учетом того, в какой концентрации представлены полимерные наполнители в общей смеси, различают такие классы полимербетона:

  • особо тяжелый;
  • тяжелый;
  • легкий;
  • облегченный.

С учетом технических характеристик и метода изготовления, различают такие виды:

Пластобетон обладает устойчивостью к различным агрессивным химическим соединениям.

  • Полимерцементный. Отличается повышенной прочностью. Используется для отделки поверхностей, на которые оказывается максимальная нагрузка.
  • Пластобетон. Устойчив к кислотным и щелочным реакциям, выдерживает критические плюсовые и минусовые температуры.
  • Бетонополимер. Технология производства отличается от других тем, что готовый блок пропитывается мономерами. Полимер заполняет микроотверстия материала, придавая ему повышенную прочность и устойчивость к воздействию негативных механических факторов.

Как сделать своими руками?

Подготовительные работы

Для изготовления смеси необходимо определить, какие полимерные добавки в цемент будут использоваться. Кроме этого, следует подготовить дополнительные составляющие. Песок очищается от посторонних включений, гравий или щебенка промываются. Еще просеивается кварцевый песок. Для замеса смеси рекомендуется использовать бетономешалку, однако вместо нее можно использовать строительный миксер. На этом этапе приготовление завершено, можно приступать к замешиванию смеси.

Как готовятся полимербетонные растворы?

Материал довольно быстро схватывается, потому необходимо использовать его сразу.

Сделать полимерный бетон своими руками несложно. Для этого рекомендуется следовать инструкции:

  1. Соединить все компоненты, добавить воду и смешивать все на протяжении 2 мин.
  2. Для размягчения связующего вещества используется растворитель.
  3. В смолу ввести пластификатор, тщательно перемешать.
  4. Добавить в смесь связующий компонент, а затем — затвердитель.
  5. Повторно перемешать компоненты 3—5 мин.
  6. Раствор готов. Проводить заливку необходимо сразу, потому что материал быстро застывает.

Как производится заливка?

После подготовки формы смесь заливается в нее.

В зависимости от того, какое назначение полимербетона, технология заливки будет отличаться. Для изготовления формового блока рекомендуется следовать такому алгоритму:

  1. Приготовить форму, поверхность обработать техническим маслом.
  2. Заполнить готовой композитной смесью емкость, поверхность тщательно разровнять.
  3. Поставить форму на вибрационный стол или площадку, уплотнить раствор.
  4. Оставить изделие высыхать на сутки.

Преимущества и недостатки полимербетона

Полимерная добавка для бетона придает поверхности дополнительной прочности, предупреждая ее деформацию и разрушение. Это главное преимущество материала.

Кроме этого, можно выделить и такие плюсы:

Перепад температуры не влияет на качество материала.

  • высокая водонепроницаемость;
  • устойчивость к резким перепадам температурного режима, а также к воздействию химических и биологических сред;
  • гладкая поверхность, благодаря которой изделие имеет привлекательный внешний вид и не пачкается;
  • возможность добавлять в состав различные пигменты, благодаря чему можно имитировать дорогостоящие натуральные камни — мрамор, гранит и др.;
  • переработка и повторное использование материала по назначению;
  • отсутствие дополнительной обработки или декора готового изделия из полимербетона;
  • высокие теплоизоляционные свойства;
  • повышенная устойчивость к ультрафиолетовым лучам;
  • надежное поглощение шумов и вибрации;
  • небольшой вес по сравнению с цементно-бетонными изделиями.

Однако немаловажно уделить внимание недостаткам, среди которых выделяют такие:

Данный материал относится к категории пожароопасных.

  • высокая стоимость обязательных компонентов, образующих основу состава;
  • отсутствие на строительном рынке некоторых необходимых материалов;
  • наличие в составе смеси около 10% искусственных веществ;
  • пожароопасность полимербетона.

Применение материала

Добавляемые по технологии полимерные добавки в бетон придают материалу особую надежность и прочность, поэтому сфера применения полимербетона в строительстве обширна. Смесь используется для оформления дорожек, террас, бордюр, лестниц, заборов, бассейнов, цоколей здания. Кроме этого, растворы и полимерные наполнители подходят для внутренней и наружной отделки стеновой поверхности, а еще из полимербетона делают прочный и долговечный наливной пол. Материал отличается гибкостью и пластичностью, поэтому из него получится изготовить различные декоративные фигуры и элементы. После высыхания готовое изделие можно раскрасить с помощью акриловых красок.

Стеклобетон: производство своими руками, характеристики

На рынок строительных материалов недавно вышла новинка — стеклобетон. Это строительное средство преодолевает одну из главных негативных характеристик классического монолита — низкую сопротивляемость при растяжении. Проблема решается добавлением в раствор для армирования стекловолокна. Блоки из вещества изготовляют в домашних условиях своими руками.

Состав материала

Внутреннее содержание стеклобетонной смеси служит критерием для классификации видов материала. Чтобы приготовить композит, необходимо классический цементно-песковый раствор модифицировать дополнительными веществами:

  • стеклянной арматурой;
  • силикатом натрия;
  • стекловолокном;
  • стеклянными отходами;
  • специальной фиброй;
  • связующим элементом — стеклом.

На рынке строительных материалов присутствуют 6 типов стеклобетонных смесей.

Виды стеклобетона

Преимущества

Стеклобетонные изделия имеют отличительные особенности, которые превосходят классический бетон:

Особенность Характеристика
Уменьшенный вес Рецепт предписывает включать в раствор равными долями цемент, песок и стекловолокно
Усиленная прочность Стеклофибра устойчива к деформациям
Стойкость на механическое воздействие превышает качество обыкновенного монолита в 15 раз
Широкая область применения Ассортимент изделий применяется во многих отраслях экономики
Широкий спектр композитных добавок Элементы раствора оказывают влияние на улучшение качественных характеристик бетона

Свойства и характеристики стеклобетона

Состав со стеклоарматурой

Стеклоарматура делает такой материал более крепким.

Производство этого вида аналогично армированию металлическим каркасом классического материала. В качестве арматурного элемента выступают стекловолоконные композиты. Материал обладает целым рядом преимуществ:

  • Влагоустойчивость. Не подвержен влиянию влаги на протяжении длительного периода времени воздействия.
  • Небольшая масса. Применяют везде, так как такие конструкции не оказывают дополнительной нагрузки на несущие элементы сооружения. При одинаковом диаметре с металлической арматурой, композитная весит в 5 раз меньше.
  • Низкая стоимость. Композитная арматура стоит гораздо меньше металлической.
  • Небольшая плотность. Бухта стеклоарматуры в 100 м весит 10 кг и легко транспортируется легковым автомобилем.
  • Низкая теплопроводность. Этот показатель композита в 100 раз меньше, чем для металла.
  • Прочность на разрыв. В 2,5 раза выше, чем для традиционной арматуры. Поэтому, не снижая технических характеристик изделия, можно использовать композитный каркас меньшего диаметра.
  • Простые работы по монтажу каркаса. Элементы соединяются в секции пластиковыми хомутами.
Монолит с добавлением силиката натрия

С таким компонентом высокие температуры материалу не страшны.

При производстве раствора одним из компонентов выступает «жидкое стекло», которое придает монолитным конструкциям высокий показатель влагоустойчивости и способность противостоять высоким температурам. Добавки из силиката натрия оказывают антисептическое воздействие на основной материал, поэтому такой вид бетонов применяют при строительстве на болотистой местности, где присутствует воздействие влаги, которая провоцирует развитие вредных организмов на поверхностях конструкций.

Стекловолоконный монолит

Основной ингредиент стройматериала — оптическое волокно, имеющее удлиненную структуру, из стекла. При изготовлении раствора волокна хаотично размещаются по веществу, укрепляя изделие. После зачистки торцевых сторон блоков свет свободно проникает через монолит. Способность к пропусканию света обусловлена концентрацией и степенью цветопередачи стекловолокон.

Материал из боя стекла

Бой стекла облегчает изделие, не уменьшая его прочности.

В таком монолите традиционные наполнители — щебенка и песок заменяются разбитым стеклом и вторсырьем из него — ампулами, целыми емкостями, шариками, трубочками. Прочность конструкций из такого материала не отличается от классического, а само изделие становится легким. Изготовление стеклобетона можно устроить около мест скопления отходов. Модифицированный бетон этого вида отличается стойкостью к негативному воздействию кислот и щелочей.

Стеклофибробетон

Такой вид включает в себя компоненты щелочестойкой фибры из стекла. Средство универсально — из него изготовляются монолитные и листовые изделия. В раствор включают вспомогательные добавки: полимеры из акрила, цемент быстрого застывания, пигменты. Вещество обладает повышенной прочностью, легкостью, влагоустойчивостью, не разрушается под воздействием химических реагентов, имеет хорошие декоративные качества.

Монолит со связующим элементом — стеклом

Реакция соединения, необходимая для создания материала, активируется кальцинированной содой.

Для приготовления раствора используют молотое стекло вместо песка (фракции до 5 мм) и более крупные — как основной заполнитель. Чтобы связующее звено вступило в реакцию соединения, его обрабатывают кальцинированной содой. Под действием реагента стекло расплавляется и переходит в силикат. Когда монолит созреет, он противостоит кислотному воздействию.

Резка и бурение стеклобетона выполняется проще, чем железобетонных изделий. Поэтому износ инструментов происходит не так быстро.

Производство своими руками

Отходы из стекла сложно утилизировать, на них слабо влияют окружающая среда и микроорганизмы. Поэтому важно использовать бой материала в качестве вторсырья для изготовления изделий строительного назначения. Технология производства стеклобетона из таких отходов проста. Сначала приступают к очистке и калибровке материала для наполнителя и связующего вещества. Используя высокопрочный сорт цемента, переходят к смешиванию компонентов. Можно применять в качестве связывающего вещества силикаты.

Где применяется?

Стеклобетон применяется для изготовления отделочных элементов, решеточных заграждений, внутренних стен и конструкций кровель и перекрытий. Используется для реконструкционных работ по архитектурным памятникам, служит основой для производства ландшафтных украшений, тротуарных плиток, бордюр.

» Что такое геополимерный бетон и как его приготовить своими руками

Требования современного строительства заставляют производителей экспериментировать с разными видами материалов. Одним из них стал геополимерный бетон – высокотехнологичное вещество с уникальными монтажными свойствами.

Предлагаем ознакомиться с характеристиками бетона такого типа, сферой их применения, точной дозировкой состава, а также методами изготовления в домашних условиях.

Сравнительные характеристики

Геополимерный бетон, изготовленный согласно технологии, лучше сопротивляется воздействию кислот и химических реагентов, чем его традиционные аналоги. Время застывания тоже берется в расчет. Если у классического цемента срок твердения составляет более месяца, то композитные смеси обретут максимальную устойчивость уже через неделю. Срок проведения начальных отделочных работ таким образом снизится до двух дней после заливки.

Геополимеры, применяемые в монтаже, также обладают большим уровнем сцепления с несущими поверхностями даже при сравнении с портландцементом. Если сделать стяжку с соблюдением норм строительства, бетон будет хорошо сопротивляться изгибу и растяжению, снижая расходы на повторную отделку.

Преимущества

Решая проблемы утилизации строительных отходов, ведущие изготовители стройматериалов стали выпускать продукцию на основе природных компонентов. Эксплуатационные качества полученного вещества составили конкуренцию традиционным смесям на основе портландцемента. Из списка преимуществ, которыми обладает геополимерный бетон, стоит выделить:

  • низкую степень усадки, позволяющую начать отделку поверхности сразу после высыхания;
  • высокую прочность сжатия, дающую возможность строительства крупных многосекционных зданий;
  • малое количество парниковых газов, выделяемое готовым материалом;
  • стойкость к перепадам температур окружающей среды и экстремальным атмосферным показателям;
  • низкую паропроницаемость, сравнимую с параметрами натурального камня;
  • простоту обработки, позволяющую вести резку своими руками с помощью алмазного круга.

Инструменты для бетонных работ

Агрессивные вещества, входящие в состав бетонного раствора, могут повредить кожу, потому во время приготовления ее надо защитить спецодеждой. На лицо при этом надевается респиратор, а на глаза – специальные защитные очки. Геополимерный бетон при изготовлении будет выделять тепло, потому для соединения отдельных химических реактивов понадобится емкость из укрепленного стекла. Размешивание бетонной смеси ведется с помощью деревянной лопатки, что не будет вступать в реакцию со щелочами.

Чтобы сделать геополимеры со свойствами, подходящими для строительства, понадобится подобрать правильные пропорции каждого действующего вещества. В этом помогут высокоточные электронные весы.

Для приготовления малых порций можно воспользоваться простыми кухонными весами. Процесс отливки отдельных блоков также потребует специальной формы. Для ускорения застывания подойдет деревянная опалубка с электродами, протянутыми в ней.

Компоненты

В состав композитного бетона входят натуральные ингредиенты: жидкое стекло, зольная пыль, отходы металлургического производства, связующие и закрепляющие вещества. Для приготовления одного литра бетонной смеси понадобится 150 г гидроксида калия, 60% жидкое стекло в количестве 200 г, 550 г золы, измельченной до состояния порошка, а также 100 г чистой воды без примесей.

Гидроксид калия

Одной из главных составляющих геополимерной строительной смеси являются мелкие бесцветные кристаллы, хорошо впитывающие в себя воду и тающие под воздействием кислорода. Нормы безопасности рекомендуют хранить КОН в запечатанной упаковке, защищенной от попадания жидкости, и вскрывать ее только перед началом замешивания.

Это агрессивный материал, вызывающий ожоги кожи и слизистых оболочек, и потому все работы с ним нужно вести в очках и перчатках, а лучше в полном комплекте спецодежды.

Жидкое стекло

Производные силикатного клея добавляются в геополимерный бетон, чтобы повысить степень его водозащиты. В исходной форме они представляют собой смесь щелочного калия и метакремниевой кислоты, продающуюся в хозяйственных магазинах в виде мелкого порошка.

При контакте таких реактивов с водой образуется вещество с высокой клеящей способностью, выдерживающее нагрев до 1200 градусов, многократное замерзание и таяние.

Летучая зола

Для приготовления строительного раствора понадобится заданное количество продуктов сгорания твердого топлива, измельченных в порошок для достижения большей однородности. Специалисты рассчитали, что если сделать геополимерный бетон с содержанием золы в три четверти от общего объема компонентов, покрытая им конструкция будет намного лучше сопротивляться старению.

Изготовление

Все сыпучие вещества, входящие в состав геополимера, нужно смешать в отдельной емкости из укрепленного стекла, после чего аккуратно влить в них воду, охлажденную до комнатной температуры. Во избежание неравномерного твердения, раствор помешивается деревянной лопаткой, пока не станет полностью однородным.

Признаком происходящей реакции станет нагрев смеси, сопровождающийся выделением пузырьков углекислого газа. Если подвергнуть состав дополнительной тепловой обработке, нагрев его до 80 градусов, он отвердеет уже за сутки. Застывание в стандартных условиях растянет этот срок на неделю, но химические процессы, проходящие внутри бетона, сделают из него прочную монолитную конструкцию, хорошо подходящую для строительства.

Секреты опытных строителей

Хороший бетон для ремонтных работ можно сделать, добавив к стандартной основе водорастворимые смолы и поливиниловый спирт. Органичные полимерные добавки, входящие в состав раствора, не должны превышать пятой части его общей массы. Отвердителем для данной рецептуры выступят производные полиэтилен-полиамина, работа с которыми полностью соответствует приготовлению бетона с традиционным составом.

В бетономешалку или любую подходящую емкость заливается подготовленный цемент, смешанный с водой, засыпаются порошковые полимеры, и тщательно перемешиваются до образования тестообразной массы.

Обеспечить быстрое схватывание готовой смеси можно путем ее заливки в опалубку с электродами размером в 1 м3. Бетон отстаивается в ней около часа, и все это время автономный генератор энергии будет пропускать сквозь него ток. Когда блок полностью затвердеет, его извлекают из опалубки, очищают форму от остатков раствора и заливают следующую порцию.

Бюджетным вариантом для владельца недвижимости станет изготовление геобетона своими руками. Разнообразие веществ, входящих в его состав, позволит выбрать материал с заданными свойствами и параметрами, оптимальными для данного региона строительства. Чаще всего к цементу добавляется глина, известь или гипс. Замедлить твердение последнего поможет водный клеевой раствор, производные щелочи или гашеная известь. Один процент активного вещества, внесенный в строительную смесь, увеличит сроки схватывания на 40-60 минут.

Геополимерный бетон: технология, применение

Геополимерный бетон – это инновационный материал, который популярность получил не так давно. Его широко применяют для строительных нужд как надежный и удобный вариант.

История создания

В 1978 году французу Джозефу Давидовичу удалось разработать бетон из геополимеров. Идея возникла в результате наблюдения за естественными процессами, происходящими в природе. Французский ученый заметил, что часть компонентов геологического происхождения полимеризуются, если начинают взаимодействовать с щелочными средами. Были проведены разнообразные опыты, задачей которых стало выявление поэтапного плана для обеспечения процесса получения геополимера. Материал известен именно под этим названием.

По мнению изобретателя, монолитное строительство широко применялось для создания пирамид в Гизе. Ученый смог определить состав монолитных блоков, из которых выполнены пирамиды. Несмотря на то, что эту теорию стараются оспорить, великолепные свойства бетона из геополимеров обеспечивают ему огромную популярность. Рецептура с тех пор перетерпела некоторые изменения, современный геополимерный бетон является материалом, который безвреден для окружающих и представляет огромную конкуренцию для обычных бетонных составов.

Особенности материала и сфера использования

У полимерного бетона структура напоминает природный камень. Благодаря этому раствор можно применять для строительных целей, а также выполнять отливку изделий декоративного назначения. Полимербетон за счет хороших прочностных свойств отлично подойдет для архитектурных целей.

Характеристики материала позволяют использовать его для строительства высотных зданий. Компоненты, присутствующие в составе смеси, обеспечивают поддержку благоприятного климата внутри помещения. Структура конечного материала позволяет вдвое или втрое снижать толщину стен при осуществлении строительства, на комфорт в помещении это не повлияет.

За счет высокой устойчивости к возгораниям геополимерный бетон отлично подойдет для постройки жилых зданий и производственных помещений. Благодаря его повышенной пластичности, способности быстро затвердевать из него также делают барельефы и скульптуры, различные памятники.

Достоинства

Подготовка особой рецептуры для геополимерных композитных материалов обеспечивает им немало преимуществ.

Можно перечислить следующие положительные характеристики:

  • Малая усадка, что обеспечивает возможность укорачивания времени, требующегося для строительства. Отделку можно будет выполнить сразу же, как окончится возведение стен.
  • Во время строительного процесса будут сохранены габариты всех изделий, которые соприкасаются с раствором.
  • Отмечается высокая стойкость к сжатиям, поэтому можно использовать геополимеры для постройки высотных зданий.
  • Может сохранять целостность при многократных оттаиваниях и замораживаниях.
  • Парниковые газы выделяются в незначительных количествах.
  • Хорошо переносит воздействие агрессивных веществ.
  • Пожаростойкость, которая даже при температуре 900 градусов позволяет полимербетону сохранить структуру и целостность.
  • Сниженная паропроницаемость, коэффициент близок к тому, что присутствует у естественного камня.
  • Может обрабатываться с использованием ручного инструмента, который оснащен алмазными элементами.
  • Экологичность, безопасность для окружающих.
  • Возможно использование промышленных отходов для производства полимербетон. Это может улучшить экологическую ситуацию любого района.
  • Отвердевание состава происходит вдвое быстрее, чем в случае с простым бетоном.
  • Доступная стоимость позволяет приобретать материал заказчикам с не особенно высоким доходом.
  • Стойкость к коррозии, которая может разрушающе повлиять на простой железобетон.
  • Возможно изготовить геополимерный бетон своими руками в домашних условиях.

Благодаря обширному набору положительных характеристик полибетон заметно отличается от обычного раствора бетона.

Состав

Материал с названием геополимерный бетон состав имеет следующий:

  • Зольная пыль.
  • Шлак.
  • Жидкое стекло.
  • Гидроксид калия 200.
  • Вода.

Шлак, присутствующий в составе бетона, добавляет смеси долговечности и прочности. Но во время усадки происходит растрескивание материала, для предотвращения чего надо предпринимать определенные меры. Чтобы растрескивания не происходило, к шлаку добавляют такое же количество зольной пыли. Их совместная работа помогает укрепить бетонный состав, придает ему стойкость к влиянию негативных факторов.

У зольной пыли удобные физические свойства и повышенные рабочие характеристики. Компонент оказывает влияние на качество получаемого состава. Ее применение обеспечивает получение смеси, которая по свойствам не уступает портландцементу. Бетон геополимерный по прочности сравнить можно с гранитом.

При смешивании алюминиевые силикаты вступают в реакцию со щелочью и превращаются в твердый монолит, похожий на натуральный камень. Методом отливки из него можно получить изделия разнообразной формы, которые применяют в декоративных целях. Рецепт получения геополимерного бетона окончательно не разработан – в данном направлении эксперименты продолжаются. Создано несколько вариантов составов, которые возможно применять для изготовления рабочих смесей.

Рецептура

При подборе компонентов следует руководствоваться проверенной рецептурой. Специалисты в строительной области постоянно трудятся над ее улучшением. Стандартов для пропорций нет – зависят они от особенностей составляющих и назначения компонентов. Но есть и хорошо себя зарекомендовавшие рецепты, применение которых позволяет подготовить геополимерный бетон своими руками даже в домашних условиях.

Составляющие, которые используют вне промышленных условий, будут такими же. Но их берут в меньшем количестве, чтобы приготовить такой объем смеси, которого достаточно для выполнения нужных задач. Вот базовый рецепт, применение которого позволяет подготовить 20 кг полибетона:

  • Калия гидроксид – 1,8 кг.
  • Жидкое стекло – 4,0 кг.
  • Зола – 6,6 кг.
  • Шлак – 6,6 кг.
  • Вода — 11 л.

Такой рецепт неплохо зарекомендовал себя и часто применяется в домашних условиях.

Как сделать своими руками

Компоненты, перечисленные в рецептах, вполне доступны и могут быть без проблем закуплены в торговой сети. Но следует принять во внимание, что по цене бетон, изготовленный с задействованием полимеризации, получается выше, чем смесь из портландцемента. Поскольку схватывание состава происходит быстро, рецепт дополняют компонентом с названием декагидрат тетрабората. Могут быть добавлены смолы на воде, ПВА, латекс.

Что необходимо для работы

Для получения геобетона в домашних условиях надо подготовить:

  • Тару для замешивания раствора с учетом того, что во время приготовления он выделяет некоторое количество тепла.
  • Весы для подготовки нужной пропорции каждой из составляющих.
  • Электродрель с насадкой для замешивания.
  • Лопатку деревянную.
  • Емкость для формования бетона, которая по размерам и конфигурации соответствует изделию, получаемому путем отливки.
  • Защитные рукавицы и другие изделия для предотвращения вредного влияния щелочи на кожу и слизистые.

Подготовку компонентов следует проводить за максимально короткое время. Работать со смесью рекомендуется, обеспечив пониженную влажность воздуха. Калия гидроксид – это лишенные цвета гранулы, которые расплываются, если слегка увеличить влажность. Распаковку их производят непосредственно перед тем, как приготовить смесь.

Стоит отметить, что состав для бетона агрессивен – если допустить контактирование со слизистой, кожей, можно заполучить сильные ожоги. Во время работы необходимо использовать перчатки и очки. Следует соблюдать осторожность и при работе с жидким стеклом, вещество отличается гигроскопичностью и обладает кристаллизированной структурой.

Технология приготовления

Геополимерный бетон – материал, технология которого разработана с учетом свойств каждого из компонентов. Процесс изготовления также обеспечивает утилизацию золы и шлаков. Летучая зола представляет отходы, образованные при сгорании твердого топлива – она может быть добавлена в смесь в количестве 75% от состава. Экологическая репутация данного вещества довольно сомнительна, но бетон с его применением получается более прочным и долговечным.

Смешивание составляющих производится в бетономешалке или специальной таре с применением электроинструмента с насадкой.

Закладка компонентов идет в такой последовательности:

  • Заливка воды.
  • Засыпание шлаков, летучей золы в нужном количестве.
  • Тщательное перемешивание до однородного состояния.
  • Добавление полимеров.
  • Перемешивание до готовности.

Заливку в формы выполнять надо в сухом месте. Во время смешивания раствора образуется пленка, которая из-за контактов с водой набухает. Чтобы предотвратить такую реакцию, следует после заливки раствора в формы принять меры по его защите от влажности.

Подводим итоги

Для изготовления материала с названием геополимерный бетон технология доработана таким образом, что затвердевание состава происходит примерно за день. Чтобы получить материал в нужном качестве, полностью отвердевший, потребуется неделя. Для того же процесса у простого бетона требуется 28 суток, поэтому при работе с геополимерным бетоном действовать следует быстро.

Если планируется изготовить геополимерный бетон своими руками, при строгом соблюдении рецептуры получают материал с такими рабочими характеристиками:

  • Повышенная стойкость к сжатиям.
  • Небольшая усадка.
  • По непроницаемости материал можно сравнить с гранитом.
  • Высокая стойкость к влиянию кислот и повышенных температур.

Проводить эксперименты, добиваясь идеального соотношения компонентов, нравится не всем. Для получения геополимерных материалов в некоторых случаях проще приобрести смесь в готовом виде, чем заниматься ее подготовкой. Стоимость будет определяться в зависимости от пропорций и объема компонентов. Продажа смеси проводится в виде сухого состава без использования отвердителя.

Полимерный бетон своими руками: свойства и состав, технология

Полимерный бетон — прочный материал, отличающийся эстетичным внешним видом. Прочность бетонной смеси сочетается с красотой натурального камня. Доступная цена позволяет часто применять материал при строительно-отделочных работах.

Характеристики

Полимербетон устойчив к воздействию влаги и механических факторов. Он нормально реагирует на изменения температур.Состав быстро застывает, хорошо сцепляясь с любым основанием. Материал эластичен и воздухопроницаем. Он не вступает в реакцию с химическими агентами.

Главной характеристикой полимерцементной смеси является экологическая безопасность.

Полимербетон не выделяет веществ, негативно влияющих на здоровье человека и окружающую среду. Смесь можно использовать при строительстве объектов общественного питания.

Состав полимербетона

В состав строительной смеси входят такие компоненты:

  1. Крупнофракционный наполнитель. В качестве этого элемента используют битое стекло, щебень, песок.
  2. Мелкофракционный наполнитель. Введение такого компонента снижает стоимость продукта. Наполнителем становится графит или кварц.
  3. Связующее звено. В смесь вводят полимерную смолу, например полиэфирную, фурановую, карбамидоформальдегидную или эпоксидную. Полимербетон содержит 5% связующего вещества.
  4. Вспомогательные добавки. К ним относят вещества, повышающие эластичность и морозостойкость, придающие составу нужный цвет.

Технология производства

При производстве строительного материала используют 2 технологии:

  1. Периодическая. В таком случае емкость после каждого цикла изготовления материала очищают. Полимербетон можно производить с помощью бетономешалки или простого таза.
  2. Непрерывная. Технология используется крупными предприятиями. Конвейер включает литьевые установки, дозаторы и автоматические миксеры.

При изготовлении изделий из полимербетона используют формы, обрабатываемые разделительной смазкой. Состав позволяет легко извлечь готовый продукт. Форма делается из силикона, деревянных досок, стеклопластика или металла.

Процесс изготовления включает такие этапы:

  1. Подготовка. Форма обрабатывается разделительной смазкой и покрывается гелькоутом необходимой цветовой гаммы.
  2. Создание состава. Наполнители и полимерные добавки для бетона тщательно перемешиваются с помощью мешалки.
  3. Укладка смеси в формы. На крупных предприятиях на этом этапе используют бетоноукладчики. При изготовлении изделий в небольшом цехе действие выполняется вручную.
  4. Виброуплотнение. Путем вибрации смеси придают нужные свойства. Длительность этого этапа составляет 2 минуты. На заводах используется резонансная виброплощадка. Небольшие предприятия снабжаются вибростолами.

В промышленных условиях изделия из полимербетона подвергают термической обработке. Это уменьшает время застывания продукции. В остальных случаях затвердевание протекает в естественных условиях.

Достоинства материала

Полибетон обладает рядом положительных качеств, позволяющих использовать материал тогда, когда классический бетон не обеспечивает нужного результата.

Благодаря гладкой поверхности, легко удалять загрязнения.

К преимуществам композитного состава относятся такие характеристики:

  1. Устойчивость к повышенной влажности. Капли воды быстро испаряются с поверхности, не успевая впитаться.
  2. Нечувствительность к перепадам температур. Изделия не деформируются при быстром нагревании или охлаждении. Качество материала не зависит от числа циклов заморозки. При производстве бетонных смесей вместо традиционного цемента или силиката используют полимер.
  3. Устойчивость к агрессивным веществам. Покрытие не повреждается под воздействием дезинфицирующих средств и растворителей. Это позволяет отказаться от использования дополнительных способов обработки поверхности.
  4. Возможность восстановления поврежденных участков. Композитный массив реставрируется путем применения специальных смесей.
  5. Увеличенная прочность. При небольшом весе эта характеристика не уступает таковой у классического бетона.
  6. Гладкость поверхности. При изготовлении изделий не образуются неровности. Материал не скользит, не стирается. Это позволяет избежать загрязнения покрытия. При необходимости поверхность моется привычными способами.
  7. Возможность повторной переработки. Материал используется в создании технологических отходов. Это снижает себестоимость продукта, производимого по безотходной технологии.

Особенности и сфера использования

Полимербетон применяется для изготовления таких изделий:

  1. Столешницы. Элементы кухонного гарнитура, изготавливаемые из этого материала, отличаются повышенной прочностью, гигиеничностью и длительным сроком службы. Они хорошо вписываются в любой интерьер. Столешницы из полимербетона не отличаются от изделий, изготавливаемых из натурального камня.
  2. Полы. Напольные покрытия отличаются устойчивостью к загрязнениям и простотой монтажа. Поверхность пластична, устойчива к механическим повреждениям, имеет эстетичный внешний вид. Слой толщиной 2 мм может эксплуатироваться в течение 10 лет.
  3. Декоративные части фасадов. Полимербетон не отличается от мрамора или гранита. Полимерные изделия имеют небольшой вес, поэтому могут устанавливаться без создания массивного основания.
  4. Памятники и ограждения. Полимерный массив устойчив к воздействию атмосферных факторов, что позволяет использовать его для оформления ритуальных объектов.

Виды полимерных систем

Под термином полимербетон подразумевается обширная группа строительных смесей, отличающихся составами и способами производства.

Группа пластобетонов

Пластобетон — смесь на основе искусственных смол. Цемент при ее изготовлении не используют.

Пластобетон применяют в производстве отделочных материалов.

Существует 2 типа материала:

  1. Наполненный. Количество связующего компонента — 20-50%. Смола заполняет пространство между наполнителем и заполнителем.
  2. Каркасный. Имеет пористую структуру. Полимер используется для скрепления каркаса заполнителя. Объем связующего компонента в составе смеси не превышает 6%.

Свойства материала определяются типом вводимых наполнителей, полимеров, вспомогательных добавок. Для отделки помещений нельзя использовать фурфуролацетоновые смеси. Эпоксидные и метакрилатные составы безопасны для человека и животных.

По сравнению с классическим бетоном пластобетон имеет более высокие показатели влагостойкости, морозостойкости и эластичности. Недостатком считается быстрый износ.

Полимерцементные системы

В состав таких материалов входит цемент.

Полимерцементные полы.

Получают смесь 3 способами:

  1. Смешивание основы с водными растворами полимеров — поливинилацетата или искусственного каучука.
  2. Введение дисперсии полимеров или мономеров. Наиболее часто используют фурановый спирт и эпоксидные смолы.
  3. Пропитка бетона. На нужную глубину вводят полимерные компоненты, например карбамид или стирол.

Рекомендованный объем связующего компонента — 15-20%. Это позволяет сохранять структуру цементного состава. При увеличении содержания полимера изделия утрачивают прочность. В качестве заполнителя используют песок или мелкофракционный щебень. Полимерцементные смеси применяют для создания износостойких напольных покрытий.

Бетонополимерные композиции

Бетонополимер — отвержденная цементная смесь, на поверхность которой наносят жидкую пропитку. В состав материала включают металакрилатные смолы и катализаторы, которые застывают в структуре минерального каркаса.

Недостатком является наличие большого количества пор, возникающих на этапе производства изделий.

Такие дефекты уменьшают прочность и устойчивость к агрессивным веществам. Заполнение пор полимером помогает улучшить характеристики состава.

Колонна из полимербетона.

Геобетон

В строительстве все чаще начинают использовать материалы, при производстве которых используются природные компоненты. Геополимерный бетон похож на классический, однако эксплуатационные характеристики несколько отличаются. Структура напоминает строение натурального камня.

Низкая себестоимость делает материал востребованным среди индивидуальных застройщиков. Геобетон используется для строительства многоэтажных зданий и создания декоративных элементов.

Цементно-полимерный бетон своими руками

Процесс изготовления полимербетона своими руками включает такие этапы:

  1. Подготовка компонентов. Щебень очищают от посторонних включений и промывают. Песок пропускают через сито. Влажность фракции должна составлять не более 1%. Поэтому песок тщательно просушивают.
  2. Смешивание. Компоненты помещают в бетономешалку. В первую очередь кладут щебень, затем песок и заполнитель. Ингредиенты перемешивают в течение 2 минут. После введения воды процедуру повторяют.
  3. Подготовка связующего компонента. Смолу размягчают, добавляя растворитель. Готовое вещество смешивают с пластификатором.
  4. Введение связующего компонента с отвердителем и подготовленной бетонной смесью. После введения отвердителя состав перемешивают в течение 3 минут.

Готовый состав нужно сразу заливать в формы.

что это такое: состав, особенности, назначение

Чтобы разобраться, какими характеристиками обладает полимербетон, что это такое и где его применяют, необходимо изучить особенности процесса изготовления материала, его состав и основные технические показатели. Полимербетон – это искусственный камень, современный вид бетонного раствора, где вместо привычного цемента используют различные полимерные соединения.

Полимер в данном случае – это вязкая жидкость, синтетическая смола. Чаще всего для полимербетонов используют фурановые, эпоксидные, ненасыщенные полиэфирные смолы. В качестве наполнителей могут выступать базальтовый или гранитный щебень, измельченный песчаник либо кварцевый песок.

Впервые полимербетон начали производить и использовать в США, там же он получил широкое применение. Сегодня материал постепенно становится популярным во всем мире. Бетонополимер активно используют в строительстве, производстве ритуальных элементов, мебели, заливке полов, создании столешниц и разнообразных предметов. Сделать его можно и самостоятельно, предварительно тщательно изучив технологию и запасшись нужными материалами.

Что такое полимербетон

Полимербетон относится к классу бетонных смесей, где традиционные цемент и силикат заменяют полимером, что обеспечивает застывшему монолиту ряд специфических свойств. Полимер – это жидкая смола, которая выступает в роли вяжущего и скрепляющего остальные компоненты элемента. Изделия из полимербетона обладают большим сроком эксплуатации, легко переносят негативные воздействия различного характера, подходят для производства изделий, ремонта и строительства.

Полимербетоны – это высоконаполненные композиции, которые производят на базе синтетических смол либо мономеров, соединенных с химически стойкими наполнителями. Классифицируют полимербетоны по типу полимерного вяжущего.

Основные типы полимербетона:

  1. На основе термопластичных полимерных вяжущих – метилметакрилатовые и индекумароновые.
  2. На базе термореактивных полимерных вяжущих – фенольные, карбамидные, фурановые, полиэфирные, фенолформальдегидные и т.д.

Полимербетоны для создания несущих строительных конструкций создают на базе термореактивных смол. А вот термопластичные виды чаще используются для производства защитных облицовок, декоративно-отделочных материалов. Основные технические характеристики материала определяют химический состав синтетической смолы, фракция и вид наполнителей, особенности армирования.

При производстве материала самые важные этапы – правильный выбор компонентов (фракционность наполнителя, его объем) и верный расчет содержания вяжущего полимера. Компоненты тщательно перемешивают, заливают в формы и позволяют застыть в специальных камерах.

Литьевой камень применяется достаточно широко – в производстве фасадной лепнины, подоконников, кухонных столешниц. Также материалом заливают полы и лестницы, создают из него облицовочную и тротуарную плитку, разнообразные строительные конструкции, памятники, сантехнические изделия, фонтаны и т.д. Актуален полимербетон для ремонта разных элементов, заделки трещин, заливки разных поверхностей.

Некоторые производители поставляют на рынок полимербетон в формате готовых сухих смесей – для приготовления полимербетона достаточно смешать его по инструкции с мелким наполнителем.

Достоинства и недостатки материала

Полимербетон обладает определенными свойствами ввиду особенностей его состава и производства. Прежде, чем применять материал в ремонтно-строительных работах, необходимо тщательно изучить все нюансы и учесть назначение смеси, условия ее эксплуатации.

Главные преимущества полимербетона:

  • Высокий уровень водонепроницаемости – вода быстро испаряется с поверхности монолита, что не позволяет появляться трещинам и другим дефектам в минус.
  • Стойкость к высоким/низким температурам, перепадам.
  • Способность к восстановлению участков, которые были подвергнуты различным механическим повреждениям.
  • Прекрасная сопротивляемость воздействию агрессивных химических компонентов – полимербетон можно эксплуатировать в разных условиях без необходимости в дополнительных покрытиях, грунтовках, пропитках.
  • Нескользкая и гладкая поверхность материала – изделия из полимербетона долго не загрязняются, а любая пыль и загрязнения легко и быстро удаляются.
  • Большой выбор вариантов внешнего вида – полимербетон может быть разного цвета и фактуры, имитировать те или иные материалы (малахит, гранит, мрамор и т.д.).
  • Возможность переработать материал и вернуть в производство.

Из недостатков полимербетона обычно выделяют такое свойство, как горючесть, что делает невозможным применение его там, где есть вероятность возгораний и воздействия слишком высоких температур, а также достаточно высокую стоимость в сравнении с традиционным бетоном.

Технические характеристики

Главная особенность полимербетона заключается в том, что в нем вместо обычного цемента используются разного типа полимерные вещества (синтетические смолы), которые определяют свойства и сферу применения материала.

Состав и структура

Смесь полимербетонная включает в себя три основных ингредиента:

  1. Вяжущее – в его качестве могут выступать ненасыщенная полиэфирная, фурано-эпоксидная, фурфуролацетоновая, карбамидоформальдегидна смолы, эфир метиловый метакриловой кислоты и другие.
  2. Наполнитель грубодисперсный – это могут быть песок и щебень.
  3. Наполнитель молотый – андезитовая, кварцевая мука, графитовый порошок.

Для производства полимербетона применяют щебень скальных пород величиной до 40 миллиметров. Если размер частиц не больше 20 миллиметров, то весь объем берут фракции 10-20 миллиметров. При выборе наполнителя фракции в 40 миллиметров, с целью повышения прочности материала берут две фракции: величиной 10-20 и 20-40 миллиметров.

Зерна кварцевого песка должны быть не более 5 миллиметров. Песок должен быть чистым и высушенным, без глины или пыли в составе. За счет введения в состав молотого наполнителя уменьшают расход дорогостоящих смол – в вяжущее добавляют минеральную муку фракцией до 0.15 миллиметров. Если в смеси планируется использовать карбамидоформальдегидную смолу, к указанным компонентам обязательно добавляют строительный гипс.

Кроме того, в производстве полимербетона можно также использовать пигменты, ПАВ, антисептики, антипирены и иные добавки, позволяющие улучшить качество итогового материала.

В качестве ПАВа чаще всего выступает древесная омыленная смола, которая дает возможность повысить теплоизоляционные характеристики готового материала.

Класс материала в зависимости от тяжелого наполнителя и плотности:

  • Супертяжелый – 2500-4000 кг/м3.
  • Тяжелый – 1800-2500 кг/м3.
  • Легкий – 500-1800 кг/м3.
  • Суперлегкий – меньше 500 кг/м3.

Тяжелые полимербетоны используют в строительстве в создании фундаментов, нагруженных несущих конструкций. Из более легких делают разнообразные элементы, предметы.

ГОСТ

Параметры всех бетонных растворов определяются по ГОСТу 7473. Состав смесей регламентирует ГОСТ 27006, показатель плотности – ГОСТ 27005, объем пластификаторов и разнообразных химических добавок определяет ГОСТ 24211.

Стандарты, которые применяются в отношении смол (вяжущего компонента):

  • Карбамидоформальдегидная смола – нормы прописаны в ГОСТе 14231-78.
  • Фурфуролацетоновая смола (ФАМ) обязательно должна соответствовать ТУ 6-05-1618-73.
  • Мономер метилметакрилат регламентируется ГОСТом 16505.
  • Фурано-эпоксидная смола – по ТУ-59-02-039.13-78.

Сферы применения полимербетона

Полимербетон сегодня используется в самых разных сферах – как для основных строительных задач и конструкций, так и для производства тех или иных предметов. Из материала делают столешницы для кухни, ванные, мойки, камины, подоконники, балясины, перила, раковины, ступени, колонны, вазы, полы, памятники, ограды, лепнину на фасаде, фонтаны и т.д.

Кухонные столешницы

Полимербетонные столешницы смотрятся очень стильно, дорого, могут быть любого цвета и фактуры. При этом, такие изделия достаточно недорогие (в сравнении с натуральным камнем, который они могут имитировать, к примеру), практичные, износостойкие, долговечные.

На рынке представлен огромный выбор вариантов, выбрать среди которых подходящий к декору помещения не составит труда. В эксплуатации столешницы комфортны: приятные на ощупь, легко моются, не требуют особого ухода.

Визуально такая столешница практически ничем не отличается от натурального камня, а вот по характеристикам и стойкости к агрессивным воздействиям значительно превосходит.

Полы

Полы из полимербетона создаются легко и быстро – их заливают так же, как и обычные бетонные, быстро и просто. Но такие полы уже готовы к эксплуатации, так как получаются гладкими, ровными, не пылят, легко убираются. Покрытие не боится высоких нагрузок, пластичное, минимальный гарантийный период его составляет 10 лет при условии покрытия толщиной 2 миллиметра. Чем толще слой, тем крепче и долговечнее он будет.

 

Смотрятся полимербетонные полы очень красиво и стильно, могут быть разных цветов и фактур. Часто их делают не только в жилых помещениях, но и в промышленных цехах, складах, ангарах, гаражах, аэропортах.

Фасадный декор

В сравнении с натуральным камнем преимущества полимербетона в создании фасадных конструкций существенны. Внешне материал имитирует любую фактуру – будь то гранит или мрамор, но при этом его вес значительно меньше, что делает облицовку простой и быстрой, без необходимости в формировании серьезного фундамента и вспомогательных укреплений.

Полимербетон легко выдерживает морозы и осадки, просто монтируется, обладает большой цветовой палитрой и оригинальной фактурой, долговечностью и разумной стоимостью. Из материала делают колонны, барельефы, пилястры, карнизы и другие элементы декора фасада. Готовые изделия получаются с четкими формами, прочными и надежными, легко крепятся к поверхности фасада.

Памятники

Памятники из полимербетона получаются такими же крепкими и прочными, как мраморные или гранитные. Полимерный бетон хорош тем, что лучше переносит негативные воздействия – осадки, морозы, снег, не покрываясь трещинами и другими повреждениями. Блестящая и гладкая поверхность делает изделие эстетичным и обеспечивает максимальную четкость рисунка.

Технология изготовления полимербетона своими руками

Сделать полимербетон можно и своими руками в домашних условиях. Главное тут – иметь все нужные компоненты и правильно просчитать их объем. Алгоритм работ простой: сначала нужно отдельно смешать смолы и наполнители, а потом заливать в опалубку или форму.

Главные этапы производства полимербетона:

  1. Тщательная подготовка всех составляющих.
  2. Аккуратное перемешивание раствора по технологии.
  3. Выполнение заливки жидкой смеси.

Как подготовить ингредиенты

Сначала нужно промыть наполнитель (гравий или щебень), тщательно очистить от грязи. Песок просеивают, полностью удаляют любые примеси. Потом все сушат до достижения влажности на уровне 0.5-1%. Влажность щебня выше 1% недопустима, так как может значительно уменьшить прочность готового раствора.

Приготовление смеси

Компоненты загружают в емкость для смешивания в правильном порядке: щебень, песок, наполнитель. С вяжущим работают отдельно: размягчают его до определенной консистенции, нагревая или применяя растворитель. К смоле добавляют стабилизатор, пластификатор и другие вещества по необходимости. Все перемешивают отдельно от наполнителей.

Далее перемешивают вяжущее и наполнитель на протяжении 2 минут, вводят в состав отвердитель, мешают еще 3 минуты и полимербетон можно использовать. Полученная смесь может сразу заливаться в опалубку или форму, схватывается достаточно быстро, поэтому нужно готовить за раз только на одну заливку.

Цементные и бетонные композиты — Журнал

Этот журнал предназначен для отражения текущих разработок и достижений, достигнутых в общей области технологии цементно-бетонных композитов , а также в производстве, использовании и характеристиках строительных материалов на основе цемента . Слово цемент трактуется в широком смысле, включая не только портленд …

Прочитайте больше

Этот журнал предназначен для отражения текущих разработок и достижений, достигнутых в общей области технологии цементно-бетонных композитов , а также в производстве, использовании и характеристиках строительных материалов на основе цемента .Слово «цемент» трактуется в широком смысле, включая не только портландцемент, но также цементные смеси и другие вяжущие материалы. В дополнение к новым аспектам обычных бетонных материалов, журнал охватывает широкий спектр композитных материалов , таких как цементные композиты, армированные волокном, полимерные цементные композиты, пропитанные полимером композиты, ферроцемент и цементные композиты, содержащие особые включения заполнителей или отходы. Оригинальные статьи, посвященные микроструктуре (в том, что касается инженерных свойств), свойствам материалов, испытаниям и методам испытаний, механике разрушения, аспектам долговечности, механике / технологии композитов, моделированию, проектированию, производству и практическому применению этих материалов, составляют основные темы журнал.При условии, что имеется достаточная связь со свойствами, определенными в масштабе материала, документы, касающиеся поведения структурных компонентов и систем, характеристик на месте, и полевых исследований также будут приняты для рассмотрения, а также документы, касающиеся ремонта и технического обслуживания, поведения в отношении удобства эксплуатации и устойчивость конструкций, сделанных из этих материалов.

Журнал имеет в указанном выше контексте несколько конкретных целей. Он хочет способствовать лучшему пониманию строительных материалов, обеспечить форум для необычных и нетрадиционных материалов, поощрять разработку недорогих энергосберегающих материалов и устранить разрыв между материаловедением , инженерными характеристиками, воздействием на окружающую среду, поведением на месте, дизайном / Срок службы и конструкция.Журнал также намерен публиковать специальные выпуски, посвященные актуальным или возникающим интересам. Журнал призван обеспечить объединяющую основу для сотрудничества между материаловедами, инженерами, дизайнерами и производителями.

Скрыть полную цель и объем

Последние статьи о цементе и бетонных композитах

Недавно опубликованные статьи из Цемент и бетонные композиты.


Хэ Чжу | Kequan Yu | Виктор С.Ли


Лука Лаванья | Даниэле Масселла | Эмануэле Приола | Маттео Павезе


Ману К. Мохан | СРЕДНИЙ. Рахул | Герт де Шуттер | Ким Ван Титтельбум


П.П. Ли | Y.Y.Y. Цао | M.J.C. Sluijsmans | H.J.H. Брауэрс | Цинлян Юй


Дебора Мартинелло Карлессо | Серхио Каваларо | Альбер де ла Фуэнте


Эслам Гомаа | Тайхао Хан | Мохамед Эль-Гавади | Цзе Хуан | Адитья Кумар


Ду-Ёль Ю | Юн Сик Джанг | Букки Чун | Сунхо Ким


Освальдо Каскудо | Плиниу Пирес | Хелена Карасек | Александр де Кастро | Энн Лопес


Дуншуай Хоу | Ди Ву | Xinpeng Wang | Сон Гао | Руи Ю | Мэнмэн Ли | Пан Ван | Яншуай Ван


Куок Три Фунг | Эдуардо Феррейра | Суреш Ситхарам | Ван Туан Нгуен | Джоан Говертс | Эли Валке


Дэик Чан | ЧАС.Н. Юн | Джунхо Со | H.K. Ли | Г. Ким


Ниррупама Камала Иланго | Pratik Gujar | Ашвин Конанур Нагеш | Алина Алекс | Пижуш Гош


Р.А. Беренгер | N.B. Лима | V.M.E. Лима | А.М.Л. Эстолано | Ю.В. Повоас | N.B.D. Лима


Чжунхун Е | Цзянтао Ю | Кан Цуй | Ичао Ван


Кришнан У. Амбикакумари Саналкумар | Эн-Хуа Ян


Люк Курард | Цзэнфэн Чжао | Фредерик Мишель


Эдуардо Дж.Мескида-Алькарас | Хуан Наварро-Грегори | Педро Серна-Рос


Siventhirarajah Krishnya | Юя Йода | Йогараджа Элакнесваран


Дебора Глоссер | Пранной Суранени | О. Буркан Искор | В. Джейсон Вайс


Селин Ван Бундерен | Фарид Бенбуджема | Рубен Снеллингс | Люси Вандевалле | Озлем Цизер


Охужан Шахин | Самед Бэй | Hüseyin İlcan | Гюркан Йылдырым | Мустафа Шахмаран


Хаолян Ву | Цзин Юй | Яньцзюнь Ду | Виктор С.Ли


Антонелла Д’Алессандро | Маттео Тикко | Андреа Меони | Филиппо Убертини


Саид Бабаи | Суреш К. Ситхарам | Арно Дизье | Гюнтер Стинакерс | Барт Крей


Анж-Тереза ​​Аконо | Мими Жан | Цзясинь Чен | Сурендра П.Шах


М.Р. Сакр | M.T. Бассуони


N.T. Навоз | T.J.N. Хупер | С. Unluer


Рави А.Патель | Сергей В. Чураков | Николаос И. Прасианакис


P.S. Мангат | Олалекан О. Охедокун | Пол Ламберт


Яо Лу | Сяочжи Ху | Сяофа Ян | Ицян Сяо


Н.Т. Дунг | Р. Хэй | А. Лесимпл | К. Челик | С. Unluer


Ювэй Ма | Вайзен Лю | Цзе Ху | Цзиян Фу | Зухуа Чжан | Хао Ван


Ye LI | Дун Чжан | Кан Хай Тан


Сян Тянь | Фен Рао | Карлос Альберто Леон-Патиньо | Шаосянь Сун


Синьчунь Гуань | Ченчен Чжан | Ячжао Ли | Шэнъин Чжао


Дзюнбо Сун | Имяо Хуан | Фархад Аслани | Гуовэй Ма


Пэйлян Шен | Цзянь-Синь Лу | Хайбин Чжэн | Линну Лу | Фачжоу Ван | Юнцзя Хэ | Шугуан Ху


У-Цзянь Лонг | Тао-Хуа Е | Фэн Син | Камаль Х.Хаят


Али А. Херави | Александр Фукс | Тинг Гонг | Юрие Куросу | Михаил Калиске | Виктор Меччерин


Пэн Гао | Ян Чен | Хаолян Хуан | Чживэй Цянь | Эрик Шланген | Цзянсюн Вэй | Цицзюнь Юй


Сивакумар Раманатан | Махипал Касания | Montale Tuen | Майкл Д.А. Томас | Пранной Суранени


Мэй Хуу Нгуен | Кеничиро Накараи | Роберто Торрент


Вишоджит Бахадур Тапа | Даниэль Вальдманн


Джордж Констанопулос | Элиас Кумулос | Анна Караца | Костас Харитидис


Чжимин Ма | Цинь Тан | Huixia Wu | Цзяньгуан Сюй | Чаофэн Лян


Навид Ранджбар | Карстен Кюнцель | Джон Спангенберг | Мехди Мехрали


Мэн Чен | Хуэй Чжун | Хао Ван | Минчжун Чжан

Цемент и бетонные композиты редколлегия

редактор

Н.Бантия

Департамент гражданского строительства Университета Британской Колумбии, 6250 Applied Science Lane, Ванкувер, V6T 1Z4, Британская Колумбия, Канада
Электронная почта N. Banthia

Младшие редакторы

М.Juenger

Техасский университет в Остине, Остин, Техас, США
Электронная почта M. Juenger

Почетный редактор

Р.Н. Свами

Университет Шеффилда, Шеффилд, Соединенное Королевство

Редакционная коллегия

С. Аль-Тубат

Университет Шарджи, Шарджа, Объединенные Арабские Эмираты

Департамент гражданского строительства Кейптаунского университета, Рондебош, Южная Африка

С.Андраде

Институт строительных наук Эдуардо Торроха, Мадрид, Испания

J.A.O. де Баррос

Департамент гражданского строительства Университета Минью, Гимарайнш, Португалия

Дж.Beaudoin

Национальный исследовательский совет Канады, Оттава, Онтарио, Канада

J.H. Банджи

Ливерпульский университет, Ливерпуль, Великобритания

Н.De Belie

Гентский университет, Гент, Бельгия

Л. Феррара

Политехнический институт Милана, Милан, Италия

К.Fujikake

Национальная академия обороны, Йокосука, Япония

Государственный университет Орегона, Корваллис, Орегон, США

H.Justnes

СИНТЕФ, Тронхейм, Норвегия

Чешский технический университет в Праге, Чешская Республика

Школа инженерии и информационных технологий ADFA Университета Нового Южного Уэльса, Канберра, Британская Колумбия, Австралия

Миссурийский университет науки и технологий, Ролла, штат Миссури, США

К Кобаяши

Инженерный факультет Университета Гифу Аспирантура инженерного факультета Гражданское строительство, Гифу, Япония

В.Кодур

Университет штата Мичиган, Ист-Лансинг, Мичиган, США

M.S. Konsta-Gdoutos

Демокритский университет Фракии, факультет гражданского строительства, Ксанти, Греция

К.Ковлер

Технион Израильский технологический институт, Хайфа, Израиль

Массачусетский технологический институт, Кембридж, Массачусетс, США

Л.-Y. Ли

Плимутский университет, Плимут, Великобритания

Z. Li

Гонконгский университет науки и технологий, Департамент гражданской и экологической инженерии, Гонконг, Гонконг

М.Лопес

Папский католический университет Чили, Сантьяго-де-Чили, Чили

A Loukili

Научно-исследовательский институт гражданского строительства и машиностроения, Нант, Франция

М.Маслехуддин

Университет нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда, Аль-Дахран, Саудовская Аравия

V. Mechtcherine

TU Dresden, Дрезден, Германия

М.Ф. Монтемор, PhD

Высший технический институт Лиссабонского университета, Лиссабон, Португалия

А. Нааман

Мичиганский университет, Анн-Арбор, Мичиган, США

H.Накамура

Нагойский университет, Нагоя, Япония

D.K. Панесар

Университет Торонто, Торонто, Онтарио, Канада

С.J. Pantazopoulou

Йоркский университет, Торонто, Онтарио, Канада

А. Пелед

Университет Бен-Гуриона в Негеве, Беэр-Шева, Израиль

С.С. Пун

Факультет гражданской и экологической инженерии Гонконгского политехнического университета, Гонконг, Гонконг

F. Puertas

Inst Eduardo Torroja, Испания

М.Сахмаран

Университет Газиантепа, Газиантеп, Турция

Сакулич А.А.

Вустерский политехнический институт, Вустер, Массачусетс, США

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе, Лос-Анджелес, Калифорния, США

М.Santhanam

Индийский технологический институт Мадрасский факультет гражданского строительства, Ченнаи, Тамил Наду, Индия

TU Delft, Делфт, Нидерланды

К.В.Л. Subramaniam

Индийский технологический институт Хайдарабад, инженерный факультет, Теланганда, Индия

K.H. Загар

Технологический университет Наньян, Сингапур, Сингапур

Р.Д. Толедо Филью

Федеральный университет Рио-де-Жанейро Институт последипломного образования и исследований в области инженерии имени Альберто Луиса Коимбры, Рио-де-Жанейро, Бразилия

Вэй Ю., PhD

Университет Цинхуа, Пекин, Китай

Ю.С. Юн

Корейский университет, Сеул, Корея, Республика

Я. Чжан

Школа материаловедения и инженерии Юго-Восточного университета, Нанкин, Китай

КОМПОЗИТЫ И БЕТОН | CompositesWorld

Недорогой и универсальный бетон — просто лучший строительный материал для многих областей применения.Вопрос в том, как заставить бетон выдерживать нагрузки окружающей среды и конструкции для долгосрочной эксплуатации. Настоящий композитный бетон обычно состоит из гравия и песка — заполнителя — связанных вместе в матрице мелкодисперсного портландцемента, с металлической арматурой, обычно включаемой для прочности. Он превосходно работает при сжатии, но имеет тенденцию быть хрупким и несколько слабым при растяжении. Напряжение растяжения, а также пластическая усадка во время отверждения приводят к трещинам, которые вызывают проникновение влаги, что в конечном итоге приводит к коррозии встроенного металла и возможной потере целостности по мере разрушения металла.

Армированные волокном полимерные композиты (FRP) долгое время рассматривались как материал, позволяющий улучшить характеристики бетона. Американский институт бетона (ACI) и другие группы, такие как Японское общество инженеров-строителей, сыграли важную роль в разработке спецификаций и методов испытаний композитных армирующих материалов, многие из которых сегодня признаны и хорошо зарекомендовали себя в бетонном строительстве. «В дополнение к руководящим документам по проектированию у нас теперь есть методы испытаний», — говорит Джон Бузел, председатель комитета 440 ACI, созданного в 1990 году для предоставления инженерам и дизайнерам информации и рекомендаций по композитным материалам.Методы испытаний описаны в ACI 440.3R-04. (Это и другие важные опубликованные документы, связанные с композитной арматурой бетона можно найти в сопроводительной боковой панели, «Железобетонный Design Guides») «Мы также упорно работаем над пересмотром наших 1996 внедренного докладе, информировать конкретных практиков о многих новых приложениях и возможностях развивающихся рынков », — говорит Бусел.

Композитная арматура и арматурные сетки продолжают находить применение во многих областях.Совсем недавно были разработаны продукты, и их применение начинает расти для бетона, армированного фиброй, — материала, в котором стальные или полимерные волокна используются в качестве армирования тротуаров, плит перекрытий и сборных железобетонных изделий.

КОМПОЗИТНЫЙ РЕЗЕРВУАР: УСТАНОВЛЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

За последние 15 лет композитная арматура прошла путь от экспериментального прототипа до эффективной замены стали во многих проектах, особенно в связи с ростом цен на сталь.«Стекловолоконная арматура широко используется, и это очень конкурентный рынок», — говорит Дуг Гремель, директор по неметаллической арматуре компании Hughes Bros. (Сьюард, Небраска), известного производителя арматурных изделий. «Уровень знаний отрасли о материалах намного лучше, чем 10 лет назад».

Для некоторых строительных проектов, таких как оборудование для магнитно-резонансной томографии (МРТ) в больницах или подходы к пунктам взимания платы за проезд, в которых используется технология радиочастотной идентификации (RFID) для идентификации клиентов с предоплатой, композитная арматура является единственным выбором.Стальную арматуру использовать нельзя, потому что она мешает электромагнитным сигналам. В дополнение к электромагнитной прозрачности композитная арматура также обеспечивает исключительную коррозионную стойкость, легкий вес — примерно одну четверть веса стали — и теплоизоляцию, поскольку она препятствует передаче тепла в зданиях. Двумя крупнейшими производителями являются Hughes и Pultrall (Thetford Mines, Канада).

Композитная арматура обычно изготавливается методом пултрузии с использованием ровницы из стекловолокна Е и винилэфирной смолы с использованием стандартных методов формования.Продукция Hughes ‘Aslan изготавливается со спиральной оберткой для создания волнистого профиля, а стержень V-ROD от Pultrall гладкий. Оба имеют внешнее покрытие из песка, наносимое во время производства, для создания шероховатой поверхности для оптимальной адгезии. По словам Гремеля, высококачественная винилэфирная смола в сочетании с волокном правильного размера необходима для достижения наилучших коррозионных свойств и устойчивости портландцемента к сильным щелочам, а также прочного сцепления.

Поскольку механические свойства стекловолокна отличаются от механических свойств стали, конструкция бетонной конструкции с композитной арматурой разрабатывается с использованием ACI 440.1R-03, Руководство по проектированию и строительству бетона, армированного стержнями из стеклопластика . Guide учитывает изгиб, удобство обслуживания, разрыв при ползучести и усталость, в дополнение к сдвигу и детализации хомутов, говорит Бузел. И Hughes, и Pultrall являются членами Совета производителей арматуры из стеклопластика под эгидой American Composites Manufacturers Assn. (ACMA) и участвуют с ACI в разработке минимальных стандартов производительности для арматуры. Хотя это правда, что композитную арматуру нельзя согнуть на стройплощадке в неожиданных условиях, Гремель утверждает, что это не проблема.«Стальные стержни с эпоксидным покрытием тоже нельзя согнуть, не повредив эпоксидное покрытие», — заявляет он. «Мы можем предварительно согнуть стержни из стекловолокна во время производства по проекту инженера в соответствии с подробным графиком, что и должно быть сделано». С появлением новых методов испытаний бетона с композитной арматурой владельцы и проектировщики теперь имеют уверенность в том, что конструкция будет работать в соответствии с ожиданиями. Gremel отмечает, что тестовый документ будет преобразован в стандарт ASTM.

Pultrall V-ROD распространяется в США.S. исключительно компанией Concrete Protection Products Inc. (CPPI, Даллас, Техас). Президент CPPI Сэм Стир сообщает о нескольких недавних проектах с использованием V-ROD, в том числе о новом мосте, который пересекает американскую автомагистраль I-65 в округе Ньютон, штат Индиана. Трехпролетный мост длиной 58 м / 191 фут имеет ширину 10,5 м / 34,5 фута с железобетонным настилом, установленным на стальных двутавровых балках, опирающихся на бетонные опоры. Бетонный настил толщиной 203 мм / 8 дюймов армирован стальной арматурой с эпоксидным покрытием в нижней половине, но коррозионностойкий композитный стержень V-ROD используется в верхней половине, где вероятность контакта с солями для борьбы с обледенением является наибольшей.Были размещены композитные стержни двух размеров, каждый на 152 мм / 6 дюймов по центру: стержень №5 (диаметр 16 мм / 0,625 дюйма) в поперечном направлении и стержень №6 (диаметр 19 мм / 0,75 дюйма), проходящий внутрь. продольное направление. Исследователи из Университета Пердью оснастили всю конструкцию оптоволоконными датчиками для постоянной оценки характеристик деки через удаленное соединение. По словам Стира, это первое использование композитной балки в настиле моста Министерством транспорта штата Индиана.

Hughes Bros.Aslan 100 стекловолоконных стержней были недавно установлены на бетонном мосту в Моррисоне, штат Колорадо, построенном Департаментом транспорта штата Колорадо (CDOT) в сотрудничестве с Департаментом парков и отдыха города и округа Денвер. Мост длиной 13,8 м / 45 футов, который проходит через Беар-Крик, использовал арматуру из стекловолокна в опорах, опорах, стенах крыльев, парапетах и ​​изогнутой бетонной арке, залитой на месте. Цельная цельнокомпозитная палуба, которая находится поверх бетонной арки, была изготовлена ​​компанией Kansas Structural Composites (Russell, Kan.). В литые элементы был включен ряд арматурных стержней различных размеров, в том числе № 5, № 6 и № 7 (диаметр 19 мм / 0,75 дюйма). Гремель отмечает, что для детального проектирования потребовалось много изогнутых хомутов и уникальных форм, добавив, что все они были изготовлены на заводе перед отправкой. Инженер CDOT Марк Леонард говорит, что штат добивался хороших успехов с композитной арматурой в прошлых проектах и ​​выбрал Аслана, потому что Хьюз представил самую низкую цену. По словам Леонарда, проектировщика моста Парсонс Бринкерхофф (Денвер, Колорадо), хотя движение по палубе минимально на низких скоростях,), следовали всем руководящим принципам ACI и использовали новые методы испытаний ACI440.3R-04 для сертификации материалов.

Ожидается, что рынок композитной арматуры станет еще более конкурентным по мере того, как новый материал — базальтовое волокно — завоевывает позиции. По словам исполнительного вице-президента Sudaglass Грэма Смита, компания Sudaglass Fiber Technology (Хьюстон, Техас), производитель базальтового волокна с производственными мощностями в России и на Украине, открыла производственные мощности в США на севере Техаса. Базальтовая / эпоксидная арматура в настоящее время производится пултрузией на Украине и находится в процессе сертификации для U.С. строительство, по Смиту.

Плотность базальтовых волокон лишь немного выше, чем у обычных стекловолокон, поэтому они имеют гораздо более широкий температурный диапазон от -260 ° C до 982 ° C (от -436 ° F до 1850 ° F) по сравнению с номинальным диапазоном -60 ° От C до 650 ° C (от -76 ° F до 1202 ° F) для стекла и температуры плавления 1450 ° C (2642 ° F), что делает базальт полезным в приложениях, требующих огнестойкости. Кроме того, Смит отмечает, что этот материал демонстрирует отличную стойкость к содержанию щелочи в бетоне, не прибегая к специальным размерам, используемым для защиты стекловолокна.

Каким бы ни был выбор арматуры, ожидается, что композитный арматурный стержень будет широко привлекать лиц, принимающих решения по проекту. «Суть в том, что хороший инженер или дизайнер пытается решить проблему коррозии», — заключает Гремель. «При увеличении стоимости проектных материалов на 5–7 процентов вы увеличиваете срок службы конструкции на 10–20 лет с помощью этого продукта».

КОМПОЗИТНЫЕ СЕТКИ В ПРЕКАСТНЫХ ПАНЕЛЯХ: ВЫСОКИЙ ПОТЕНЦИАЛ

Начиная с CT впервые сообщил об использовании армированных волокном полимерных сеток в сборных железобетонных строительных панелях («Композитные решения удовлетворяют растущие потребности гражданского строительства», CT август 2002 г., стр.40), рынок стал свидетелем значительного роста, говорит Бусел. «Это приложение огромно», — утверждает он. «Есть огромный потенциал».

Возглавляет сборы AltusGroup, консорциум из пяти производителей сборного железобетона и производителя арматуры TechFab LLC (Андерсон, Южная Каролина), созданный специально для продвижения технологии CarbonCast, в которой решетки из углеродного волокна / эпоксидной смолы C-GRID последнего заменяют традиционную стальную сетку или арматура в сборных железобетонных конструкциях в качестве вторичной арматуры. TechFab — совместное предприятие 50/50 компании Hexcel (Дублин, Калифорния.) и Chomarat Group (Ле Шейлар, Франция). На данный момент в состав AltusGroup входят Oldcastle Precast (Эджвуд, Мэриленд), HIGH Concrete Structures (Денвер, Пенсильвания), два завода по производству сборного железобетона, принадлежащие Cretex Companies (Elk River, Миннесота) и Metromont Prestress (Гринвилл, Южная Каролина), но новые участники вероятно, будут добавлены из-за растущего объема продаж, говорит Джон Карсон, директор TechFab по коммерческому развитию и руководитель программы по технологии C-GRID.

AltusGroup предлагает широкий выбор продуктов CarbonCast, включая как структурные, так и неструктурные изолированные стеновые панели и архитектурную облицовку.C-GRID обычно заменяет вторичные армирующие элементы из стальной проволочной сетки — обычная стальная арматура все еще используется для первичного армирования в большинстве случаев. C-GRID производится с помощью эффективного запатентованного процесса квази-плетения, который выравнивает наложенные друг на друга углеродные волокна основы и утка, смоченные эпоксидной смолой быстрого отверждения, в открытой структуре. Размер отверстий в сетке варьируется от 25,4 мм до 76 мм (от 0,25 дюйма до 3 дюймов), в зависимости от требований к прочности панели, типа бетона и размера заполнителя. В процессе производства сетке придается шероховатая поверхность, что увеличивает прочность сцепления между сеткой и затвердевшим бетоном.Сетки, состоящие из стеклянных, арамидных или полимерных волокон в сочетании с любой из множества смол, также доступны в линейке продуктов TechFab MeC-GRID. Как углеродные, так и неуглеродные сетки находят применение в других областях, таких как декоративные элементы, монолитный бетон и ремонт / восстановление.

«Преимущества панелей CarbonCast значительны», — говорит Карсон. C-GRID намного легче и имеет почти в семь раз лучшие свойства на растяжение, чем сталь. Растрескивание из-за усадки при отверждении значительно снижается, и C-GRID не подвергается коррозии, что устраняет часто неприглядные поверхностные пятна, которые возникают на бетонных панелях со стальными решетками.Его коррозионная стойкость позволяет использовать всего лишь 6,35 мм / 0,25 дюйма бетонного покрытия, в то время как для защиты стальной сетки от влаги может потребоваться до 76,2 мм / 3 дюйма. Таким образом, вес панели может быть уменьшен на 66% по сравнению с обычным сборным железобетонным элементом. Более легкие панели позволяют снизить общий вес стены, которая, в свою очередь, требует меньше стальной подструктуры, что приводит к значительному снижению затрат на строительство. C-GRID также является термически непроводящим, поэтому изоляционные свойства панели не ухудшаются.Кроме того, на стройплощадке можно вырезать отверстия в панелях с помощью пилы, что невозможно при использовании стальной сетки. Все эти преимущества приводят к снижению затрат на транспортировку, монтаж и надстройку для более эффективного строительства.

На сегодняшний день продано более 3 миллионов футов 2 панелей CarbonCast, и спрос настолько высок, что TechFab недавно объявила о крупных планах расширения. На новом заводе будет размещена дополнительная линия по производству электросетей, которая, по словам Карсона, должна быть введена в эксплуатацию к октябрю этого года.Это объявление последовало за объявленным компанией о многолетнем соглашении с Zoltek Corp. (Сент-Луис, Миссури), поставщиком большого жгутового волокна Panex 35, используемого в C-GRID. По словам Карсона, соглашение обеспечит стабильные поставки C-GRID в первые годы выпуска продукта. «Zoltek был нашим основным поставщиком волокна и защитником с первого дня реализации этого проекта», — отмечает он.

Сборные панели используются в самых разных проектах, таких как кинотеатры, церкви и гаражи.Недавним проектом стал офисно-складской комплекс 2 Cardinal Health площадью 332 000 футов недалеко от Балтимора, штат Мэриленд. Панели CarbonCast длиной до 15,5 м / 51 фут были отлиты для формирования вертикальных внешних стен двухэтажного здания. Каждая панель представляет собой многослойную конструкцию с пенопластовой изоляцией 152 мм / 6 дюймов (что позволяет достичь значения изоляции R-16) между лицевыми панелями, состоящими из внешнего слоя толщиной 50 мм / 2 дюйма (бетонный слой) и 100 мм / 4 дюйма. Внутренняя перемычка толщиной в дюйм C-GRID, расположенная перпендикулярно к поверхностям панели, соединяет внутреннюю и внешнюю перемычки, обеспечивая усиление сдвига.

«Мы движемся в полную силу с этой концепцией», — говорит Карсон. «Мы добавляем новые продукты, чтобы удовлетворить рост числа приложений».

БЕТОН, АРМИРОВАННЫЙ ВОЛОКНОМ: ПРОЧНЫЙ

Использование коротких волокон в бетоне для улучшения свойств было принятой технологией на протяжении десятилетий — даже столетий, учитывая, что в Римской империи строительные растворы армировались конским волосом. Волокнистая арматура увеличивает ударную вязкость и пластичность бетона (способность пластически деформироваться без разрушения), неся часть нагрузки в случае разрушения матрицы и останавливая рост трещин.Доктор Виктор Ли из Мичиганского университета исследовал свойства высокоэффективных армированных волокном цементных композитов, очень высокоэффективного подмножества армированного волокнами бетона, и считает, что приемлемость этого материала будет расти, если эксплуатационные характеристики , сохраняется низкая стоимость и простота исполнения.

«Использование этого материала может привести к устранению сдвиговых арматурных стержней, что приведет к снижению материальных и трудовых затрат», — говорит Ли. «Более тонкая структура уменьшает объем материала и статическую нагрузку, а также упрощает транспортировку.Такое общее снижение затрат может легко оправдать стоимость армированного волокном материала ».

Официальное признание фибробетона стимулировало публикацию стандартов и руководств по его использованию за последние пять лет (см. CT июль / август 2001 г., стр. 44). С тех пор коммерческие приложения получили широкое распространение.

Гигант строительных материалов Lafarge SA (Париж, Франция) уже почти десять лет продвигает свой сверхвысококачественный армированный волокном бетонный материал под торговой маркой Ductal, ориентированный на широкий спектр гражданских инфраструктур и архитектурных приложений.Ductal представляет собой смесь портландцемента, микрокремнезема, кварцевой муки, мелкодисперсного кварцевого песка, пластификаторов, воды и стальных или органических волокон, обычно длиной 12 мм / 0,5 дюйма. Вик Перри, вице-президент / генеральный директор Ductal, говорит, что комбинация тонких порошков, выбранных по относительному размеру зерна, создает максимальное уплотнение во время отверждения, что приводит к полному отсутствию постоянной пористости, что практически исключает проникновение влаги и потенциальную коррозию стальных волокон. На всякий случай волокна поливинилового спирта (PVAL) обычно используются для архитектурных или декоративных применений, чтобы исключить любую возможность окрашивания поверхности, которое может возникнуть из-за ржавого стального волокна, и устранить абразивность там, где контакт с человеком вызывает беспокойство.Материалы продаются в наливных мешках производителям сборных железобетонных изделий или бетонных смесей.

«Добавление волокон заставляет материал деформироваться пластично и выдерживать растягивающие нагрузки», — говорит Перри. «Волокна обеспечивают прочность и улучшенные микроструктурные свойства».

В зависимости от типа используемого волокна прочность на сжатие Ductal колеблется от 150 до 200 МПа (от 21 750 до 29 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению со стандартным бетоном от 15 до 50 МПа (от 2175 до 7250 фунтов на квадратный дюйм).По словам Перри, испытанная прочность на изгиб составляет 40 МПа / 5800 фунтов на квадратный дюйм. Воздуховод, армированный стальными волокнами Lafarge Forta, использовался для строительства сборных железобетонных изделий и в нескольких приложениях для предварительно напряженных мостовых балок. В Сен-Пьер-ла-Кур, Франция, был спроектирован автомобильный мост длиной 20 м / 65 футов с 10 двутавровыми балками Ductal, поддерживающими традиционную монолитную бетонную платформу толщиной 170 мм / 6,5 дюйма, армированную арматурой. Сборные железобетонные балки, не содержащие арматуры, имеют глубину 600 мм / 24 дюйма и подвергались предварительному напряжению 13 мм / 0.5-дюймовые стальные многожильные кабели, размещенные в нижнем фланце. Перед заливкой Ductal в балочную форму к пряди прикладывается натяжение. Когда бетон покрывает пряди и материал начинает затвердевать, они разрезаются, что, по сути, создает напряжение сжатия в бетонной смеси.

Когда вы подвергаете предварительно напряженную балку любому изгибу, объясняет Перри, она не испытывает напряжения растяжения, а вместо этого «разжимается», значительно улучшая характеристики. Благодаря прочности Ductal для балок не требуется арматура, что значительно снижает вес на каждый фут.

Воздуховоды, поперечное сечение которых напоминает греческую заглавную букву «» (по сути, коробчатая балка без нижнего фланца), функционируют как настил и балки на экспериментальном мосту, установленном на испытательном треке в Управлении федеральных автомобильных дорог США (FHWA). ) Лаборатория Тернера Фэйрбанка, чтобы исследовать пригодность проекта для будущего строительства шоссе. Балка / настил «Π» спроектированы так, чтобы выдерживать конфигурации нагрузки HL-93 Американской ассоциации государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO).

«Балки Ductal позволяют использовать более длинные пролеты при том же весе», — говорит Перри. «В конце концов, мы увидим фибробетон в балках и настилах мостов».

SI Бетонные системы. (Чаттануга, штат Теннеси) — производитель фиброармирования для бетона. SI предлагает Novomesh, Fibermesh и другие изделия из волокна, которые используются в качестве альтернативы вторичной арматуре из стальной проволочной сетки и легкой арматуре как в коммерческих, так и в жилых помещениях, говорит Хэл Пейн из SI, менеджер по стратегическим альянсам.SI предлагает полипропиленовые (ПП) волокна, стальные волокна, макросинтетические волокна и инженерные смеси. По словам Пейна, продукция SI из полипропиленового волокна имеет решающее значение для борьбы с трещинами пластической усадки «в раннем возрасте», чтобы предотвратить их перерастание в серьезные дефекты по мере застывания бетона. Novomesh 950 — это новый продукт для компании, состоящий из смеси грубых макросинтетических монофиламентных волокон и собранных фибриллированных микросинтетических волокон. По словам Пейна, продукт дает такой же хороший результат, как и стальная фибра, при использовании по назначению для плит перекрытия коммерческого назначения.

Kingspan (Шерберн, Малтон, Северный Йоркшир, Великобритания) — специалист по бетонным конструкциям, использующий добавки для фибры для бетона от Bekaert Building Products (Фридрихсдорф, Германия). Формованные стальные волокна Dramix компании Bekaert добавляют в бетон для изготовления полов и крыш без армирования стальных решеток. Сообщается, что продукт идеально подходит для стесненных строительных площадок, таких как трехэтажный комплекс Spurriergate, расположенный глубоко в историческом британском городе Йорк. Поскольку бетон не требует армирования стальной сеткой, стоимость стальной сетки и трудозатраты, необходимые для доставки громоздких рулонов, а затем резки и размещения их в многоэтажных зданиях перед заливкой бетона, полностью исключаются.Полы из бетона, армированного волокном, были уложены за одну операцию, просто путем подачи армированного волокном материала непосредственно на каждый этаж с помощью автоматизированного насосного оборудования.

В Австралии, Франции, Японии и США временные руководства по проектированию (перечисленные на боковой панели) теперь содержат рекомендации и допуски для фибробетона, что является важным фактором в его более широком признании проектировщиками, инженерами и лицами, принимающими решения по проектам на рынке инфраструктуры. . «Этот материал предлагает такие решения, как скорость строительства, улучшенный внешний вид, превосходная долговечность и устойчивость к коррозии», — заключает Перри.«Это приводит к сокращению затрат на техническое обслуживание и увеличению срока службы конструкции».


Примечание редактора: Следите за предстоящей статьей об использовании композитных материалов для ремонта инфраструктуры ( CT , июнь 2005 г.) и будущими статьями о стержнях из стекловолокна и предварительно напряженных стержнях.

Композитные материалы — Бетон

Композиционные материалы — Бетон

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАНИЯ СТРАНИЦЫ

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — БЕТОН

В.Райан
2010

PDF-ФАЙЛ —
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТИ РАБОЧЕГО ЛИСТА

Бетон — универсальный и дешевый материал,
диапазон приложений по дому. Кладка кирпича, устройство дорожек
и проезды, фундаменты к зданиям и стенам — вот некоторые из
практическое применение.У бетона такой же широкий и разнообразный диапазон
промышленное применение. Тезисы включают: мостостроение, автострады,
бордюры, дорожки и фундаменты для целых заводов и промышленных площадок.

Бетон считается композитным материалом, потому что он состоит из
количество материалов, которые образуют этот универсальный строительный материал.
Большая часть бетона состоит из портландцемента, заполнителей (гравий, щебень).
камни) и песок.В смесь добавляется вода.
Бетон можно купить в виде сборных железобетонных изделий, например, брусчатки.
Их можно приобрести в магазинах DIY или у строительных компаний. Они есть
обычно закладывается на прочный фундамент.

Бетон можно купить готовым
перемешали и вылили на подготовленное место под фундамент. В качестве альтернативы,
составные части, составляющие бетонную смесь, можно смешивать до
производить «жидкий» бетон на месте.Его можно вылить, чтобы получить площадь
например, подъездная дорога или фундамент здания.

В увеличенном виде показаны материалы компонентов, из которых состоит
композитный материал, известный как бетон. Заполнитель (щебень)
ясно видно.
ТИПИЧНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ БЕТОНА
САДОВЫЕ ПРУДЫ — ТРОПЫ — ТРОЩАЯ — СТЕНЫ — СТОЛБЫ / ОПОРЫ — ДОРОЖКИ —
ПАТИО — БЕТОН — ОТЛИВКИ — ФУНДАМЕНТЫ — ЛАМПОВЫЕ СТОЙКИ — БАЛКИ —
ИСКУССТВЕННЫЙ КАМЕНЬ
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы
УКАЗАТЕЛЬ УСТОЙЧИВОГО МАТЕРИАЛА, СТР.

Древесно-бетонный композит | Mass Timber

Древесно-бетонный композит (TCC) — это технология, направленная на оптимизацию производительности и требований к материалам путем создания структурной связи между деревянными и бетонными компонентами.Структурная эффективность достигается за счет создания комбинированного взаимодействия между двумя материалами. Такая гибридизация позволяет проектировщикам уменьшать поперечные сечения, увеличивать пролеты и оптимизировать конструкции в стремлении к устойчивой архитектуре.

Как и в случае с другими панельными продуктами, мы применяем комплексный подход, который поощряет интеграцию электрических и механических систем в структурные панели из древесины и бетона с архитектурной экспозицией. Эти панели уменьшают долю углеродоемких компонентов бетона, позволяя дереву нести нагрузку.

Древесно-бетонные композитные панели можно использовать как напольные или стеновые панели. Могут использоваться либо деревянные панели, либо балки, и существует множество методов создания композитного взаимодействия между деревом и бетоном.

Сборный железобетон и заливка на месте

Бетонную плиту можно заливать на месте или собирать в магазине. Заливка на месте обычно предпочтительна, так как она создает структурную диафрагму, не требуя дополнительного перекрытия или соединений после фиксации между панелями.Заливка бетона на месте также снижает вес сборных деревянных панелей, сокращая время подбора и монтажа.

Массовые деревянные панели и балки

В качестве опоры для бетонного покрытия могут использоваться либо массивные деревянные панели (например, NLT, CLT, LSL), либо инженерные деревянные балки, расположенные по центру (Glulam, PSL, LVL). Выбор между двумя системами обычно основывается на стратегиях обслуживания.

Выбор композитного соединителя

Здесь есть много вариантов, включая индивидуальные соединители.Один из распространенных вариантов — использовать диагонально наклонные шурупы, наполовину просверленные в деревянные элементы, оставленные выступающими в бетонную поверхность, создавая сложное действие. Также доступно множество патентованных соединителей, в том числе сетчатые соединители HBV.

Наш процесс производства TCC

Мы производим или закупаем требуемые массивные деревянные панели, фрезеруем любые концевые детали или отверстия и устанавливаем композитные соединители.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *