Предимства на микроармирането

Прилагането на основните закони на физичната и колоидната химия днес позволява създаването на ново поколение бетони с предварително зададени свойства - висока якост, устойчивост на корозия, водоустойчивост, устойчивост на замръзване и контролирана деформируемост.

Алексей Савелиев, директор на отдела за изследване и развитие на Sea Airlaid LLC, говори за създаването на високоефективни циментови смеси с помощта на микроусилващи строителни влакна.

– Създаването на ново поколение бетон е един от най-актуалните проблеми на съвременната наука за бетона. Желаният набор от характеристики е висока якост, устойчивост на корозия, водоустойчивост и устойчивост на замръзване, регулируема деформируемост. Бетонът с такива свойства ще открие следващата ера в строителството, ще позволи реализирането на уникални проекти, за които доскоро беше трудно дори да мечтаем.

Посочената цел е напълно постижима днес, благодарение на творческото прилагане на основните закони на физическата и колоидната химия. В началото на 21-ви век приложната наука, в съюз с бизнеса, разработи цял набор от ефективни добавки за бетон. Убедително доказано от опита: възможностите за регулиране на свойствата на циментовия състав чрез подобряване на производствената технология с помощта на строителни добавки са практически неограничени.Така добавките са се превърнали от второстепенен компонент на бетона в пълноправен, равностоен и необходим компонент на състава на бетона.

Доказано средство за радикална модификация на бетонови смеси е въвеждането на дисперсно-усилващи добавки. Предимствата на дисперсната микроармировка на циментови състави са доказани от много тестове на актуализиран строителен материал (фибробетон). Значително подобрени показатели за якост при натоварванияразтягане, инхибирането на пукнатини е осигурено в цялата конструкция, което повишава издръжливостта и устойчивостта на пукнатини на бетонните продукти. Всъщност са създадени бетони от ново поколение. Пътят на изследване и експериментиране беше както следва. Западните компании препоръчват въвеждането на полипропиленови влакна от фибринов тип в бетонови смеси за предотвратяване на напукване, намаляване на свиването и увеличаване на потребителските свойства. Но PP влакното, най-често срещаното и достъпно, с диаметър 20 микрона има ниска якост и повърхностна енергия и е обект на деформация.

Научно-изследователският отдел на компанията C-Airlaid си постави за цел да не прилага резултатите от чуждестранни разработки и да не представя нискоефективен продукт на пазара, а да положи усилия и знания за създаване на собствено конкурентно и уникално по ефективност влакно.Извършен е многослоен анализ на научните изследвания и промишленото използване на влакна от различно естество (стомана, базалт, стъкло) при създаването на фибробетон. В резултат на това бяха определени и установени технически изисквания за полимерни влакна за циментови бетони.Въз основа на горните предпоставки бяха формирани общи спецификации за усилващи химически влакна за дисперсна армировка на циментов камък.А именно коаксиални влакна. Коаксиалната структура има ясно предпочитание пред конвенционалната моноструктура поради възможността за синергизъм на няколко полимера при формирането на свойствата на влакната за получаване на заявените механични, физични и химични свойства. Това позволява максимално пълно използване на потенциала на дисперсното армиране на циментови състави с нов вид фибри, представени на пазара под търговската марка "VSM Sea-Airlaid" (изграждащо микроармиращо влакно). Задължителнорезултатът е получен чрез комбиниране на положителните качества на различни полимери - устойчивост на алкали в един материал и устойчивост на деформация в друг. Това беше оптималният състав на полимерното влакно с желаните механични и физикохимични свойства, заедно с висока адхезия на влакното към циментов камък, устойчивост на наситена алкална среда на хидратиращ цимент и повишен модул на еластичност на влакното.Химическото производство на C-Airlaid дава възможност за получаване на коаксиални (коаксиални) влакна със сърцевина и обвивка в структурата.По този начин се създават предпоставки за насочен контрол на необходимите механични и физико-химични характеристики на влакната. Като ядро се използват полимери с висока якост на опън и ниска деформируемост, но с ниска алкална устойчивост. Свойствата на черупката са характеристики на алкална устойчивост и повърхностна енергия на полимер от специално въведени реактивни функционални групи от различни типове, включително разпределени инициатори на свободна радикална полимеризация. Увеличаването на реактивността на повърхността на влакната се осъществява чрез модифициране на трансформацията на инертния компонент на обвивката в условно активен компонент, който може да активира образуването на контактна якост между кристалните хидрати, участващи в процесите на втвърдяване и формиране на якостта на циментовия камък. Апробацията и тестовите експерименти бяха проведени със съдействието на Южноуралския държавен университет.

За надеждността на теоретичната обосновка на механизма на действие на HCM върху циментовата матрица и състава на бетона като цяло, беше решено да се проведат сравнителни тестове на бетони, модифицирани с нашите фибри и силициев диоксид, в най-голямата строителна компания в Южния федерален окръг Спецстрой Българияв Новоросийск.Целта на такива тестове е цялостен анализ на материала, за да се обоснове възможността и целесъобразността на използването на влакна VSM-Sea Airlaid в производството на бетон за подобряване на техните експлоатационни и физически свойства.

Доказано е, че въвеждането на HCM строителни влакна в циментови смеси допринася за по-пълна и равномерна хидратация на цимента, което от своя страна намалява интензивността на напукване, повишава устойчивостта на крайния продукт на натоварвания на опън и огъване, якост на удар, пластично счупване, водоустойчивост, както и устойчивост на замръзване и устойчивост на абразия. Изброените характеристики на бетоните с включване на HCM фибри (фибробетони) допринасят за значително увеличаване на експлоатационния им живот. По този начин използването на фибран е предпоставка за дълготрайността на строителните конструкции. Значително се разширяват и възможностите за високоефективни методи за формоване на армирани системи.

Съставът на бетонната смес, kg / m 3	V/C	RCW, 7 дни	RCJ, 28 дни
компоненти,	цимент	вода	добавка
контрол	470	205	SP-3	0,44	25.1	36.4
Главен МК	450	230	СП-3, МК	0,51	29.8	44.2
Главен HSR	450	230	SP-3, VSM	0,51	33.5	44.6

Ефектът на микроусилващите влакна по своята ефективност е идентичен с ефекта на активните минерални добавки върху структурата и свойствата на циментовия камъкДнес е общопризнато, че включването на минерални пълнители като независимкомпонент на бетонови и хоросанови смеси и високоскоростни материали е един от значителните резерви за повишаване на ефективността на циментовите състави по отношение на потреблението на цимент, както и класа на бетона и подобряване на функционалната конструкция и технологичните свойства на бетонните композити.

Компанията Sea Airlaid предлага нов модел на механизма на действие на изграждането на микроармиращи влакна в циментови композиции с убедителни аргументи:· разработена е нова концепция за използване на синтетични влакна в бетона; · теоретично обоснована и потвърдена от строителната практика водеща роля на HCM при формирането на структурата на циментовия камък; · беше предложено описание на ефекта на структурата на армиран с влакна бетон на базата на строителни влакна върху физичните и механичните свойства на бетона, като се вземе предвид специфичната якост на влакната; · Установени са промените в степента на разрушаване под действието на натоварвания и въздействието на силите и закономерностите на механизма за увеличаване на якостта на опън на циментов камък в зоната на контакта му с дисперсно влакно, като се отчита разпределението на градиента на напрежението на фазовата граница.

Опитът от промишленото приложение на HCM полимерни влакна в циментови смеси показва насочена промяна в хода на елементарните етапи на хидратация и технологични процеси, водещи до образуването на хомогенна структура. Увеличаването на якостта и намаляването на деформируемостта на бетонния композит се основава на принципите на теорията на механиката на счупване на композитните среди. Насочената промяна в свойствата на бетоновите смеси и бетони в сравнение с конвенционалните състави позволява постигане на целите със значителни икономии на материални, енергийни и трудови ресурси. Техническите и технологични разработки са защитени с патенти на Руската федерация, синтетични влакна за дисперсна микроармировка на бетонови смеси VSMпроизведени от челябинската компания "C-Airlaid" съгласно TU 2272-006-13429727-2007.

Sea Airlaid LLC 454077, България, Челябинск, Бродокалмакски тракт, 6-а Тел. (351) 729-8444 www.airlaid.ru [имейл защитен]