Вакуумированный мелкозернистый бетон

Прочность цементного камня, а следовательно и бетона, в значительной степени определяется плотностью и прочностью матрицы, образующейся из первичных продуктов гидратации цемента и представляющей собой «первоначальный каркас», оказывающий наиболее сильное влияние на структуру и свойства цементного камня.
Разработанная в Московском государственном строительном университете принципиально новая технология комплексного вакуумирования бетонов, предусматривающая воздействие вакуума на всех этапах приготовления бетонной смеси, ее транспортирования, укладки в форму и уплотнения с последующим доуплотнением при повышении давления в вакуумной камере до атмосферного с одновременной вибрацией, направлена на улучшение структуры бетонов и повышение их эксплуатационных свойств.
Особенности технологии комплексного вакуумирования обуславливают формирование более плотной и однородной структуры цементного камня как на макро-, так и на микроуровне. При этом снижается общая макропористость цементного камня и резко изменяется характер распределения пор по размерам - сокращается доля крупных и увеличивается доля мелких пор. По данным электронно-микроскопических исследований микроструктура комплексно вакуумированного цементного камня более мелкодисперсна и однородна. Гидросиликаты кальция распределены равномерно, размеры их в любом возрасте не превышают 6 мкм (в 3-5 раз меньше, чем при нормальных условиях формования). Специфика мелкой кристаллизации обусловлена ростом кристаллов в стесненных условиях. Изучение структуры и физико-механических свойств мелкозернистого бетона на некондиционных мелких песках подтверждает целесообразность сочетания комплексного вакуумирования с введением химических добавок пластифицирующего действия. Наилучшие результаты получены при введении добавки С-3 (см. таблицы 1, 2).
Мелкодисперсная и однородная структура мелкозернистых вакуумбетонов и высокие прочностные показатели обуславливают их повышенную морозостойкость - до 500 циклов, а при одновременном введении добавки С-3 в количества 0,5% - до 800 циклов (рис. 1).
Комплексное вакуумирование улучшает еще один показатель эксплуатационных свойств мелкозернистых бетонов - криогенную солестойкость: при испытании в 5%-ном растворе NaCl при Т = -15°С образцы выдержали 200 циклов без потери прочности и массы, в то время, как у контрольных образцов потеря прочности составила 18 - 35%, а потеря массы 4,5 - 6%.
Усадочные деформации мелкозернистых бетонов при комплексном вакуумировании снижаются на 19 - 22%, а при одновременном введении С-3 - на 38%, при этом усадка составляет 0,36 мм/м, что соответствует нормативным требованиям к цементным бетонам.
Комплексно вакуумированные мелкозернистые бетоны отличаются меньшей деформативностью по сравнению с невакуумированными: призменная прочность их выше, деформации происходят при больших напряжениях, границы микротрещинообразования смещены в зоны больших напряжений: нижняя граница - на 20 - 22%, верхняя - на 15 - 17% (см. таблицу 3, рис. 2, 3).
Повышенные эксплуатационные характеристики комплексно вакуумированного мелкозернистого бетона (высокая прочность, морозостойкость, криогенная солестойкость, низкая деформативность) позволяют рекомендовать его для применения в сложных эксплуатационных условиях, в частности, в северных районах, для изготовления дорожных и тротуарных плит, бордюрных камней, цокольных и карнизных панелей, лотков теплотрасс, фундаментных блоков, утяжелителей для балластировки магистральных трубопроводов, декоративных плит для наружной отделки зданий и др.   

К.В. ЧАУС, доктор техн. наук, профессор