Специальные бетоны. Часть 4

Гидроизоляционный бетон применяют для устройства гидроизоляции в шахтах, подвалах, для зачеканки швов, при строительстве гаражей, туннелей в метрополитенах и т. п. Для изготовления гидроизоляционных бетонов (растворов) применяют напрягающий цемент - быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество или расширяющийся цемент. При твердении этих цементов происходит увеличение объема цементного теста за счет образования в нем повышенного количества эттрингита, что приводит к уплотнению структуры бетона. При испытании гидроизоляционного бетона не наблюдается фильтрации воды через его толщину при давлении воды до 2 МПа, т.е. он практически водонепроницаем, имеет высокие морозостойкость и стойкость 1 агрессивных средах. Свежеприготовленную бетонную смесь укладывают в опалубку и уплотняют глубинным или поверхностным вибратором. Раствор или мелкозернистый бетон наносят вручную либо торкретированием (под давлением) из специальной установки.

Бетоны для защиты от радиоактивного воздействия применяют при строительстве и ремонте атомных электростанций, в рентгеновских кабинетах, для защиты от радиоактивных лучей и т.п. Эти бетоны являются особо плотными, их средняя плотность составляет 2500 - 6000 кг/м³, гидратные бетоны содержат повышенное количество химически связанной воды - более 3 % по массе, а следовательно, и водорода. Водород способствует поглощению бетоном нейтронов,?-лучей и др. Вяжущим веществом в особо тяжелых бетонах служит портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент, гипсоглиноземистый (расширяющийся) цемент, в гидратных бетонах - глиноземистый, напрягающий (самонапрягаемый), быстротвердеющий и др. Эти цементы способствуют удержанию химически связанной и адсорбционной воды в бетонах. Крупные заполнители в особо тяжелых бетонах (с высокой плотностью): железные руды (магнетит и гематит) с содержанием железа не менее 60%, барит, металлический скрап, бурый железняк (лимонит) Fe203*nH20, позволяющий повысить содержание связанной воды в гидратном бетоне, обрезки железа и т.п. Песок представляет собой дробленый бурый железняк, лимонит, баритовые руды (барит) и др. Для повышения защитных свойств особо тяжелых бетонов вводят добавки: карбид бора, хлористый литий, сернокислый кадмий. К заполнителям предъявляются специальные требования по плотности, прочности, водопоглощению, химическому составу.

Бетон для защиты от радиоактивного воздействия должен иметь заданную прочность, плотность, относительно низкий модуль упругости, содержать определенное количество химически связанной воды, задерживать радиоактивные частицы. Бетоны, расположенные у активного реактора, должны обладать стойкостью к радиоактивным излучениям, быть огне- и жаростойкими при возможных авариях, иметь минимальную усадку и соответствовать другим специальным требованиям. Для проектирования составов этих бетонов существуют специальные методы; оптимальные составы особо тяжелых и гидратных бетонов можно рассчитывать общим методом теории ИСК. Бетонные смеси приготовляют в бетоносмесителях, уплотнение их осуществляется вибраторами, т.е. по той же технологии, что и обычные бетонные смеси.

Мелкозернистый бетон изготовляют без крупного заполнителя, что приводит к повышенной водопотребности бетонной смеси и увеличению расхода цемента на 20 - 40% по сравнению с обычным бетоном той же прочности и подвижности бетонной смеси. Применение высококачественного песка, суперпластификатора и интенсивного уплотнения позволяет уменьшить расход цемента в мелкозернистых бетонах. Мелкозернистый бетон отличается повышенной прочностью на изгиб; его применяют для изготовления тонкостенных и армоцементных конструкций, мелкопнутых тротуарных прессованных плит. Мелкозернистые бетоны на известковых вяжущих (силикатные материалы автоклавного твердения) находят широкое применение в современном строительстве. При их производстве широко используют отходы: золы ТЭС, шлаки, что позволяет существенно снизить их стоимость.

Серный бетон изготовляют из сухих заполнителей: щебня, песка, минерального порошка, которые предварительно нагревают и при температуре 140- 150 ºС и перемешивают с расплавленной серой. Таким образом получается формовочная смесь с температурой 145- 155 ºС. Наполнители должны быть кислотостойкими: молотый кварцевый песок, андезитовая мука и др. За рубежом из серного бетона изготовляют сваи, фундаменты, дорожные покрытия, полы промышленных предприятий, в которых имеется наличие агрессивной кислотной среды. В зависимости от заполнителя серные бетоны подразделяются на легкие, тяжелые и особо тяжелые; по структуре - на плотные, поризованные, ячеистые и крупнопористые. Бетонные смеси в зависимости от расхода серного вяжущего вещества (смесь расплавленной серы с порошкообразным наполнителем) могут быть литыми, подвижными, жесткими и особо жесткими. Уплотнение их производится вибрацией, прессованием или комбинированным способом. При остывании происходит затвердение серных бетонов, при этом сера кристаллизуется на поверхности заполнителей. Для приготовления и укладки смеси можно использовать как стандартное оборудование, так и специальное. Производство серных бетонов по технологическим параметрам и оборудованию сходно с производством асфальтовых бетонов. Из серного бетона изготавляют тротуарные плитки, торцевые шашки, дорожные плиты, бортовой камень, плиты для полов с агрессивной средой, канализационные и дренажные трубы, фундаментные блоки, черепицу, отделочные плиты и др. Стоимость серного бетона примерно в два раза выше по сравнению с цементным бетоном, поэтому в России его применяют пока в небольшом объеме. Однако некоторые химические предприятия могут поставлять серосодержащие отходы с содержанием технической серы 25 - 80 %. Кроме того, большое количество серосодержащих отходов образуется при добыче серы. Использование этих отходов позволит улучшить защиту окружающей среды и снизить стоимость серных бетонов.