Порошково активированные бетоны: ПОРОШКОВО-АКТИВИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ – МНОГОУРОВНЕВО-МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Содержание

ПОРОШКОВО-АКТИВИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ – МНОГОУРОВНЕВО-МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Дыкин И.В.1, Величко Е.Г.2, Ерёмин А.В.3

ORCID: 0000-0002-7173-0428, 1аспирант, 2доктор технических наук, 3аспирант, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

ПОРОШКОВО-АКТИВИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ – МНОГОУРОВНЕВО-МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ

Аннотация

Изложены вопросы структуры и некоторые принципы синтеза дисперсно-модифицированных цементных систем, позволяющих получать бетоны нового поколения с высокими строительно-технических свойствами и оптимизированными расходами сырьевых материалов. Описаны некоторые механизмы структурообразования, предопределяющих свойства дисперсно-оптимизированных цементных систем, а также механика получения плотных упаковок дисперсной фазы.

Ключевые слова: бетон, модификация, цементная система.

Dykin I.V.1, Velichko E.G.2, Eremin A.V.3

ORCID: 0000-0002-7173-0428, 1Postgraduate student, 2PhD in Engineering, 3Postgraduate student, National research Moscow state university of civil engineering

POWDER-ACTIVATED CONCRETES – MULTILEVEL-MODIFIED CONCRETE SYSTEMS

Abstract

The paper presents the issues of the structure and some principles of synthesis of dispersion-modified concrete systems allowing to obtain concretes of a new generation with good construction and technical properties and optimized consumption of raw materials. We describe some of the structuring mechanisms, which predetermine the properties of dispersion-optimized concrete systems, as well as the mechanics of obtaining density packing of the dispersed phase.

Keywords: concrete, modification, cement system.

Порошково-активированные бетоны, называемые Reactive Powder Concrete (RPC) – это высокоэффективные строительные композиционные материалы с минимальным содержанием вяжущего вещества и высокими строительно-техническими свойствами.

Синтез порошково-активированных бетонов основывается на подборе оптимального дисперсно-гранулометрического состава, который определяется однородным распределением компонентов на различных структурных уровнях, подборе оптимальных значений пуццоланической активности, а также модуля упругости.

Создание такого уровня плотных упаковок частиц и зёрен обеспечивается их однородным распределением в соответствии с электрокинетическим потенциалом и напряженным состоянием. Например, оптимальное расстояние между частицами заполняющей фракции первого уровня по напряженному состоянию составляет 2D (D – размер частицы), а их объемная доля – 0,2 [1]. При означенных параметрах дисперсные частицы располагаются на значительном расстоянии друг от друга, поля энергии их деформации не накладываются и не вносят соответствующий вклад в напряженное состояние материала. Установлено также, что 95% энергии деформации, связанной с частицей и окружающей ее матрицей, находится в пределах сферического объема радиусом D от центра частицы [9]. Таким образом, частицы могут рассматриваться как изолированные друг от друга только в том случае, если расстояние между ними больше 2D или объемная доля меньше 0,2, что корреспондируется с результатами исследований многокомпонентных цементных систем (МЦС) с минеральными модификаторами (ММ) [2,3]. Кроме того, в реальных композитных системах имеется вероятность того, что две или большее количество дисперсных частиц могут объединиться, и будут представлять собой отдельный агрегат. Вероятность соприкосновения двух и трех частиц при содержании ММ в МЦС в количестве 50% соответственно составляет 0,5 и 0,02 [6]. В таких микрообъемах цементных систем пуццолановая реакция практически не протекает, и они представляют собой псевдопоры размером 5-7 мкм (случай трех частиц) и 0,5-1,5 мкм (случай двух частиц). Означенные дефекты структуры вносят значимый вклад в снижение морозостойкости, деформативных и прочностных характеристик цементного камня и распределяются так же, как пары и тройки дисперсных частиц, а параметрами распределений являются их содержание и размер [7].

Таким образом, объемная доля и дисперсный размер частиц каждой последующей фракции материала должны соответствовать размеру межчастичных пустот и их объему в предыдущей [8]. Объем оставшихся пустот в синтезированной таким образом системе будет минимальным. При недостаточном содержании частиц любого уровня для заполнения соответствующих пустот в предыдущем будет формироваться неоднородная более неупорядоченная с высокой энтропией структура цементного камня с относительно «низкой» прочностью, а при повышенном – будет наблюдаться агрегация частиц и, например, для минеральных добавок образование псевдопор, кроме того частицы предыдущего уровня в таких микрообъёмах будут раздвинуты на определённые расстояния, повысится их пористость, уменьшится концентрация твёрдой фазы и, в результате, также произойдёт снижение прочности материала.

Влияние на подбор компонентов для синтеза RPC-композитов, обеспечивающих однородное распределение частиц на различных структурных уровнях по дисперсности с целью формирования более упорядоченной микроструктуры, оказывает обеспечение процесса их гидратации, а также протекание пуццолановой реакции между частицами соседних уровней.

Кроме того, для обеспечения высоких строительно-технических свойств RPC-композитов модули упругости компонентов должны быть высокими и наиболее целесообразно близкими по значению.

Оценивая влияние модуля упругости на синтез прочности композитных материалов с дисперсными частицами отмечают, что он наиболее широко изучен и обсужден [1]. В общем случае дисперсная фаза либо уменьшает, либо увеличивает модуль упругости матричной фазы в зависимости от того, будет ли модуль дисперсных частиц, соответственно, меньше или больше модуля упругости матрицы. В работах Д.Пауля, З.Хашина, С.Штрикмана и др. с использованием теорем об энергии деформации получены уравнения для определения модуля композита в зависимости от модулей упругости матрицы, дисперсной фазы и объемного содержания последней. Однако трещины, которые могут развиваться в процессе охлаждения композита ниже температуры его изготовления, поры, образующиеся в процессе изготовления, а также псевдопоры, образующиеся под напряжением вследствие слабой связи по поверхностям раздела фаз, приводят к значительно более низким модулям упругости относительно, рассчитанных теоретически. Очевидно, что модуль упругости цементного камня с ММ определяется модулем упругости гидратных фаз, а также модулями упругости реликтов частиц клинкерного компонента и ММ. Модуль упругости реликтов частиц клинкера оценивается значениями в несколько раз превышающими аналогичные значения для гидратных фаз. Вследствие этого наиболее эффективным ММ цементных систем является тонкодисперсный доменный гранулированный шлак, частицы которого, как и портландцемента, характеризуется высокими прочностью и модулем упругости, и способностью к самостоятельному гидравлическому твердению. Гидратация минералов шлака значимо повышает плотность и прочность цементного камня, особенно в контактной зоне с портландцементными гидратными фазами, а его реликты, являясь более крупными, как и реликты частиц клинкера, внесут значимый вклад в интегральный модуль упругости и прочность синтезируемой многокомпонентной системы.

Увеличение прочностных показателей RPC-композитов помимо повышения плотности исходной упаковки частиц обеспечивается также ограничением степени гидратации минералов клинкера с сохранением максимального объема негидратированной части – реликтов частиц с прочностью 310 МПа (средняя прочность гидратных фаз – 135МПа).

Таким образом, синтез многокомпонентной цементной системы целесообразно осуществлять с использованием следующих принципиальных положений.

Мелкий заполнитель для RPC-композитов принимается в виде пяти фракций, в диапазоне 0,08 – 1,6 мм, обеспечивающих значимое снижение его межзерновой пустотности.

Объем многокомпонентной вяжущей составляющей определяется по методу абсолютных объемов, а дисперсные структурные уровни могут быть синтезированы следующим образом. Первый уровень в виде портландцемента с целью обеспечения длительного сохранения прочных с высоким модулем упругости реликтов частиц клинкера в цементном камне. Для заполнения первого уровня межчастичных пустот портландцемента промышленного помола применяется тонкодисперсный доменный гранулированный шлак в количестве 22% массы [4], для второго уровня – высокодисперсный портландцемент – 9%, в т. ч. допускается гидромеханохимически активированный [6], а для третьего – микрокремнезем -1% – с удельной дисперсностью 18000-21000 м2/кг. При таком выборе компонентов RPC обеспечивается высокая концентрация твердой фазы в единице объема многокомпонентного вяжущего вещества, однородное протекание пуццолановой реакции в микрообъемах матрицы, а также высокий уровень размера реликтов относительно грубодисперсной фракции клинкерного компонента.

Однако следует отметить, что высокая водопотребность синтезированного таким способом RPC требует обязательного применения суперпластифицирующих-суперводоредуцирующих добавок, например, наиболее эффективных поликарбоксилатного типа [5].

Экспериментальные исследования прочности бетона проводили с использованием в качестве мелкого заполнителя полифракционного песка, портландцемента марки ПЦ500-Д0 Шуровского завода, в т.ч. тонкодисперсный цемент Rheocem 900, тонкодисперсного шлака Липецкого металлургического комбината, микрокремнезема.

Дисперсно-гранулометрический состав сырьевых компонентов указан в табл. 1. Измерения проводились согласно ISO 13320-1:2009 «Анализ размера частиц. Методы лазерной дифракции» на лазерном микроанализаторе размеров частиц «Analysette 22»

 

Таблица 1 – Дисперсно-гранулометрический состав сырьевых компонентов

ОбразецСредний размер частиц (d50), мкмМаксимальный размер частиц (d95), мкмСодержание частиц менее 2 мкм, % по массеУдельная поверхность
Цемент (Щурово)15,78043,1789,813200
Шлак17,12073,85713,144300
Rheocem9002,81114,64125,38200

 

Содержание многокомпонентного цемента, синтезированного из означенных составляющих в оптимальных количествах, принималось равным 600, 700 и 800 кг/м3 бетона. В качестве суперпластификатора в бетонной смеси использовался Glenium ACE 430 -2%, а также Melflux 1641F. Прочность бетона после твердения в нормальных условиях в возрасте 1 сутки составила при означенных выше расходах цемента соответственно 37,2; 42,4; 58,8Мпа, в возрасте 7 сут 60,4, 66,3, 71,8Мпа, а в 28 суток – 105; 119; 132 МПа. Результаты микроструктурного анализа полученных образов приведена в рис.1. Исследования проводились на сканирующем микроскопе Quanta 200 с приставкой для элементного анализа Apollo 40.

Рис. 1 – (а) Снимок на электронном микроскопе образца цементного бетона, (б) Снимки на электронном микроскопе образца порошково-активированного бетона

Необходимо отметить, что структура порошково-активированного бетона (рис.1б) характеризуется высоким содержанием низкоосновных плотных волокнистых дендритоподобных гидросиликатов кальция, повышающих прочность не только на сжатие, но и на растяжение. Элементным анализом установлено, что содержание свободного гидросиликата кальция уменьшилось на 37%, очевидно вступившего в взаимодействие с диоксидом кремния с образованием вторичных прочных гидросиликатов кальция, содержащих значимо меньшее количество химически-связанной воды.

Полученные результаты указывают на то, что изложенные выше принципы подбора дисперсно-гранулометрического состава позволяют получать высокоэффективные порошково-активированные бетоны с минимальным содержанием вяжущего вещества и высокими строительно-техническими свойствами.

Список литературы / References

  1. Ленг Ф.Ф. Разрушение композитов с дисперсными частицами в хрупкой матрице / Композиционные материалы. Разрушение и усталость. Редактор Л.Браутман. Редактор перевода Г.П.Черепанов. М.: Мир, 1978, с. 11-57.
  2. Величко Е.Г., Белякова Ж.С. Физико-химические и методологические основы получения многокомпонентных систем оптимизированного состава / Строит. материалы. 1995, № 3, с. 27-30.
  3. Белякова Ж.C., Величко Е. Г., Комар А.Г. Экологические, материаловедческие и технологические аспекты применения зол ТЭС в бетоне / Строительные материалы, 2001, №3, С. 46-48.
  4. Цховребов Э.С., Величко Е.Г. Вопросы охраны окружающей среды и здоровья человека в процессе обращения строительных материалов / Строительные материалы, 2014, № 5, C. 99-103.
  5. Величко Е.Г. Строение и основные свойства строительных материалов. Учебное пособие / М., 2014. – 496с.
  6. Величко Е.Г., Дыкин И.В. Многоуровневая дисперсно-гранулометрическая модификация цементных систем / Бетон и железобетон – взгляд в будущее. Том 4. Редакторы Е.Д. Нефёдова, И.Н. Фоманова, В.К. Чупрова, М.: МИСИ-МГСУ, 2014. с. 272-279.
  7. Энтин З.Б., Юдович Б.Э. Многокомпонентные цементы. – Научн. тр. / НИИцемент, вып 107., 1994, с. 3-76.
  8. Дыкин И.В. Основные принципы оптимизации дисперсно-гранулометрического состава порошково-активированных бетонов нового поколения / Строительство – формирование среды жизнедеятельности, 2015, с.834-837.
  9. Мелихов И.В. Физико-химическая эволюция твердого вещества. / М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009, 309.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Leng F.F. Razrushenie kompozitov s dispersnyimi chasticami v hrupkoy matrice [Fracture of composites with dispersed particles in a brittle matrix] / Composicionnjie materialji. Razrushenie i ustalost. Editor L. Brautman. Translation editor G. P. Cherepanov. M.: Mir, 1978, p. 11-57. [in Russian]
  2. Velichko E.G., Belyakova J.S. Fisiko-himicheskie i metodologicheskie osnovji poluchenija mnogokomponentnjih system optimizirovannogo sostava [Physico-chemical methodological basis for the production of multi component systems of the optimized structure] / Stroitelnye materialy, 1995, № 3, p. 27-30. [in Russian]
  3. Belyakova J.S., Velichko E.G., Komar A.G. Ekologicheskie, materialovedcheskie i tehnologicheskie aspektji primenenija zol TES v betone [Environmental, material science and technological aspects of the use of ash TPP in concrete structure] / Stroitelnye materialy, 2001, №3 , p. 46-48. [in Russian]
  4. Chovrebov E.S., Velichko E.G. Voprosji ohranji okruzhajushey sredji i zdorovja cheloveka v processe obrashenija stroitelnjih materialov [The issues of environmental protection and human health in the process of handling construction materials] / Stroitelnye materialy, 2014, №5 , p. 99-103. [in Russian]
  5. Velichko E.G. Stroenie I osnovnjie svoystva stroitelnjih materialov. Uchebnoe posobie. [The structure and basic properties of construction materials. Tutorial] / M., 2014. – 496p. [in Russian]
  6. Velichko E.G., Dykin I.V. Mnogourovnevaja dispersno-granulometricheskaja modifikacija cementnjih sistem [Multilevel optimization of dispersed composition of cement systems] / Beton i zhelezobeton – vzgljad v budushee. Tom 4. Editors E.D. Nefedova, I.N. Fomanova, V.K. Chupronova, M.: MISI-MGSU, 2014, p. 272-279. [in Russian]
  7. Antin Z.B., Judovich B.A. Mnogokomponentnjie cementji. – Nauchnjie trudji [Mult-component cements. – Scientific work] / NIIcement, rel. 107., 1994, p.3-76.
  8. Dykin I.V. Osnovnjie principji optimisacii dispersno-granulometricheskogo sostava poroshkovo-aktivirovannjih betonov novogo pokolenija [Basic principles of optimization of dispersion-particle size composition of powder-activated concretes of a new generation] / Stroitelstvo – formirovanie sredji zhisnedejatelnosti, 2015, p.834-837. [in Russian]
  9. Melichov I.V. Fisiko-himicheskaya evoljucija tverdogo veshestva [Physico-chemical evolution of solids] / M.: Binom. Laboratoriya znaniy, 2009, 309. [in Russian]

Морозостойкость окрашенных архитектурно-декоративных порошково-активированных песчаных бетонов

Представлены результаты оценки морозостойкости самоуплотняющегося сверхвысокопрочного цветного порошково-активированного карбонатного мелкозернистого бетона прочностью 140–150 МПа, изготовленного без микрокремнезема. Показательно, что в высокопрочном карбонатном бетоне дисперсный наполнитель, тонкозернистый наполнитель и песок-заполнитель получены из отсева камнедробления известняка и при испытании на морозостойкость он выдержал 1000 циклов попеременного замораживания-оттаивания практически без потери массы и с уменьшением прочности на 2%.

В.И. КАЛАШНИКОВ, д-р техн. наук
О.В. СУЗДАЛЬЦЕВ, инженер
М.Н. МОРОЗ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
В.В. ПАУСК, инженер

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28)

1. Даниель Пфеффер Серафим. Использование бетона, армированного стекловолокном в конструкциях с высокими архитектурными требованиями. CPI. Международное бетонное производство. 2012. № 2. С. 130–134.
2. Цветы из бетона. Новое здание музея Форарльберга в Брегенце. CPI. Международное бетонное производство. 2013. № 5. С. 24–26.
3. Кунцевич О.В. Бетоны высокой морозостойкости для сооружений Крайнего Севера. Л.: Стройиздат, 1983. 131 с.
4. Калашников В.И., Cуздальцев О.В., Дрянин Р.Н., Сехпосян Г.П. Роль дисперсных и тонкозернистых наполнителей в бетонах нового поколения // Известия вузов. Строительство. 2014. № 7. С. 11–21.
5. Kalashnikov V., Kornienko P., Gorshkova L., Gakshteter G., Sarsenbayeva A. Development of compositions of self-compacting fine-grained refractoty concrete. Journal of Advanced Concrete Technology. 2014. Vol. 12, pp. 299–309.
6. Мороз М.Н., Калашников В.И., Петухов А.В. Морозостойкость гидрофобизированных бетонов. Молодой ученый. 2014. № 19. С. 222–225.
7. Хозин В.Г., Хохряков О.В., Сибгатуллин И.Р., Гиззатуллин А.Р., Харченко И.Я. Карбонатные цементы низкой водопотребности — зеленая альтернатива цементной индустрии России // Строительные материалы. 2014. № 5. С. 76–83.

Бетоны старого и нового поколения — Конференция «ConLife»

Доклад по этой теме презентовала делегация Пензенского государственного университета архитектуры и строительства: Владимир Иванович Калашников (профессор) и Владимир Михайлович Володин (его аспирант).

Владимир Иванович начал с истории сосуществования старого и нового поколения бетонов.

Под бетоном старого поколения понимается смесь по стандартной рецептуре: песок, цемент, щебень и вода (рецептура, известная с 1840-х гг. ). Добавки практически не использовались (хотя было ПМД).
Переход к новому поколению наметился в 1930-е годы, года начали использоваться лигносульфонаты (также известные под названием ЛСТ — прим. ред.).

Переходная стадия — использование суперпластификатора (современной добавки) со старой рецептурой (1960-е гг.), в качестве суперпластификатора (СП) выступала нафталиновая меламиновая основа.

Для бетонов нового поколения предложено переместить акценты с цемента на высококачественные заполнители.
Пластифицирующая сила суперпластификаторов основывается на физико-химии (реологии дисперсных частей).
Исторически переход к новому поколению сложился, когда появились дисперсные наполнители, и в новой рецептуре повышено содержание дисперсной фазы:

  • содержание тонкого песка (в дозе 80-350% к массе цемента), который усиливает действие суперпластификатора,
  • снижение содержания щебня (до 800-1000 кг на 1 м3), его количество замещается песком.

Новая рецептура также дает новую топологию (по старой — было 2 реологические матрицы, по новой — уже 3, и получается 3 коэффициента раздвижки зерен).

В исследовании (результаты которого были презентованы в докладе) использовался бетон на тонком песке (в идеале:  0,1-0,5 мм, в исследовании: 0,16-0,63 мм).
Такой состав (где также возможно использование молотого песка), были названы порошково-активированными бетонами.
Также было отмечено, что картина радикально изменяется, если добавить Ca(OH)2 1%.

Второй признак отличия старого поколения от нового: расход цемента на мегапаскаль прочности на сжатие.
Бетоны нового поколения: 2,5-4 кг/МПа, переходные — 5-7 кг/МПа, старые: 8-14 кг/МПа.

Владимир Михайлович продолжил рассказ про сухие порошково-активированные тонкозернистые бетонные смеси.

Общий вопрос к докладчикам состоял в том, как обеспечивается долговечность конструкции при таком малом количестве цемента. Поскольку результаты — свежие, находятся в процессе исследования, то на него ответа нет.

Высокопрочный порошково-активированный бетон

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве конструкций и изделий из бетона на цементном вяжущем для зданий и сооружений гражданского, промышленного и специального назначения. Высокопрочный порошково-активированный бетон содержит композиционное вяжущее на основе портландцементного клинкера в количестве 70 %, тонкоизмельченного гранулированного шлака 26 %, двуводного гипса 3 % и натрия фтористого 1 %, наполнитель — тонкоизмельченный порошок кварца, известняка и т.п. с удельной поверхностью 600 м2/кг, заполнитель — кварцевый песок фракции 0,63-5,0 мм, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F» и воду затворения. В качестве воды затворения содержит активированную воду, прошедшую электрохимическую и электромагнитную активацию с введением окисно-гидроокисных соединений алюминия и железа в количестве 2…10 г/м3. Технический результат заключается в создании высокопрочного порошково-активированного бетона с пониженным расходом цементного клинкера и повышенной биологической стойкостью за счет рационально подобранного состава, включающего композиционное вяжущее и активированную воду затворения. 3 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве конструкций и изделий из бетона на цементном вяжущем для зданий и сооружений гражданского, промышленного и специального назначения.

Известен способ активации воды затворения бетонных смесей, который включает пропускание через нее углекислого газа при температуре от 0 °С до 50 °С и избыточном давлении от 0,15 до 6 МПа до степени растворения углекислого газа 5-45 мл на 1 л воды (RU 2388729, МПК C04B 40/00, C02F 1/66, опубл. 10.05.2010).

Известный способ направлен на получение активированной воды обладающей аномальной смачивающей способностью, что позволяет или уменьшать ее содержание, или сокращать количество цемента в бетонной смеси, не нарушая при этом регламентируемое техническими условиями водоцементное отношение. Способ не отражает степень влияния активации воды затворения на снижение расхода цемента в бетонных смесях. Не установлена биологическая стойкость. Приведенные в описании изобретения составы не относятся к высокопрочным бетонам.

Известен способ приготовления бетонных смесей, включающий механохимическую активацию воды затворения с добавкой нитратнитритно-щелочной воды в течение 1 мин, механохимическую активацию цемента, содержащего 60-70 % предварительно активированной воды затворения, в смесителе в течение 1,5-2 мин и последующее перемешивание в смесителе с песком, щебнем и оставшейся частью активированной воды затворения в течение 2 мин. В качестве мелкого заполнителя используют мытый крупнозернистый песок. Механоактивация воды затворения и используемой добавки производится в механохимическом активаторе при 1100 об/мин (RU 2361848, МПК C04B 40/00, опубл. 20.07.2009).

В основу известного решения положена задача снижения расхода портландцемента и увеличение прочности на сжатие и растяжение бетона, но составы не относятся к высокопрочным бетонам и при этом отсутствуют показатели биостойкости.

Известен способ приготовления бетонных смесей путем перемешивания цемента, минеральных заполнителей и воды затворения, активированной магнитным полем или одновременным, совместным воздействием магнитного поля и электрического тока. При этом активацию воды затворения производят магнитным полем напряженностью 630÷640 кА/м с временем активации 0,9÷0,11 с. А при увеличении влажности заполнителей увеличивают время активации до 0,16÷0,18 с, или напряженность магнитного поля до 660 кА/м, либо увеличивают как время активации, так и напряженность магнитного поля, ориентируясь на максимальную пластификацию бетонной смеси. В случае активации совместным воздействием магнитным полем и электрическим током, значение тока устанавливают 0,18-0,2 А с увеличением до 0,5 или 20-25 А с увеличением до 250 А, в зависимости от конструкции аппарата (RU 2508273, МПК C04B 40/00, C02F 1/48, опубл. 27.02.2014 г.).

Данный способ, согласно описанию патента на изобретение, позволяет повысить пластичность смесей, снизить энергозатраты за счет снижения температуры термовлажностной обработки и сократить время экзотермической выдержки, но при этом отсутствуют данные о степени влияния активации воды затворения на снижение расхода цемента в бетонных смесях и прочностные показатели бетона.

Известна биоцидная добавка для бетонов и строительных растворов, содержащая в качестве активного компонента биоактивный сложный эфир на основе монозамещенного полиэтиленгликоля, при этом она содержит смесь моно- и бисэтерифицированного полиалкиленоксида и неорганического производного серной кислоты (RU 2527439, МПК C04B 24/02, C04B 103/67, опубл. 27.08.2014).

В известном способе не рассматриваются вопросы снижения количественного содержания цементного вяжущего и применения добавки в составах высокопрочных бетонов.

Известен способ производства цемента, содержащий портландцементный клинкер, хвосты серно-кислотной переработки боросодержащего минерального сырья и подщелачивающую добавку в виде сухого сыпучего материала (RU 2371405, МПК С04В 7/52, С04В 22/00, C04B 103/60, опубл. 27.10.2009).

К недостаткам известного состава цемента следует отнести недостаточно высокие прочностные показатели и низкую биологическую стойкость.

Известен реакционно-порошковый сверхпрочный фибробетон, содержащий портландцемент ПЦ 500 Д0 (серый или белый), суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, микрокремнезем с содержанием аморфного-стекловидного кремнезема не менее 85-95 %. Дополнительно включает молотый кварцевый песок (микрокварц) или молотую каменную муку из плотных горных пород с удельной поверхностью (3-5)·103 см2/г, тонкозернистый кварцевый песок узкого гранулометрического состава фракции 0,1-0,5÷0,16-0,63 мм, а также содержанием фибры стальной металлокорд (диаметр 0,1-0,22 мм, длина 6-15 мм), базальтовой и углеродные волокна, имеет удельный расход цемента на единицу прочности бетона не более 4,5 кг/МПа, а удельный расход фибры на единицу прироста прочности на растяжение при изгибе, не превышает 9,0 кг/МПа обладает высокой плотность с новой рецептурой и с новым структурно-топологическим строением, а также бетон имеет дуктильный (пластичный) характер разрушения (RU 2012113330, МПК С04В 28/00, опубл. 10.10.2013)

Недостатком данного технического решения является отсутствие данных о показателях биологической стойкости композитов.

Известна смесь для изготовления высокопрочного бетона, содержащая комплексную добавку, состоящую из следующих компонентов: 20 % раствор поликарбоксилатного полимера (CP-WRM), имеющего значение водородного показателя рН=6 и плотность 1,029 г/см3, высокомолекулярное полимерное соединение с молекулярной массой более 600 г/моль, плотностью 0,98 г/см3 и значением рН=6,5, коллоидного раствора (золя) кремниевой кислоты с плотностью 1,014 г/см3 и рН=3,5 (RU 2684264, МПК С04В 28/04, C04B 24/26, C04B 24/24, C04B 22/08, C04B 111/27, опубл. 04.04.2019).

Из уровня техники известна смесь для изготовления сверхвысокопрочного бетона с низким содержанием цемента, содержащая портландцемент, частицы которого имеют D50 от 2 до 11 мкм; микрокремнезем; минеральную добавку А1, частицы которой имеют D50 от 15 до 150 мкм. Минеральная добавка А1 выбрана из шлаков, пуццолановых добавок или кремнистых добавок, таких как кварц, минеральных добавок кремнистого известняка, добавок известняка, таких как карбонат кальция, или их смесей. Изобретение также относится к смеси, содержащей указанное гидравлическое вяжущее и песок, к гидравлической композиции, содержащей указанную смесь и воду. Кроме того, изобретение относится к фасонному изделию для строительной отрасли, содержащей указанное гидравлическое вяжущее или указанную смесь гидравлического вяжущего и песка (RU 2683295, МПК С04В 28/04, C04B 14/06, C04B 14/28, C04B 18/14, C04B 7/52, C04B 111/20, C04B 103/50, опубл. 27.03.2019).

В известном способе достигнуты высокие прочностные показатели при низком содержании цемента. К недостаткам можно отнести трудоемкую технологию получения гидравлического вяжущего и неизученные показатели биологической стойкости композитов.

Известен высокопрочный мелкозернистый бетон на основе композиционного вяжущего с применением техногенного сырья кварцитопесчаника, содержащий: портландцемент, активную добавку, наполнитель, заполнитель, пластифицирующую добавку и воду. В качестве активной добавки используется глиноземистый цемент и микрокремнезем, в качестве наполнителя – техногенное сырье кварцитопесчаник, в качестве заполнителя – кварцевый песок и отсев дробления кварцитопесчаника, в качестве пластифицирующей добавки – гиперпластификатор Melflux 2651 F и воду (RU 2627811, МПК С04В 28/04, опубл. 11.08.2017).

В известном решении заявлено получение высокопрочного мелкозернистого бетона с низким расходом портландцемента и низким водопоглощением при сохранении его высокой прочности и плотности. Однако и в данном случае не изучены показатели биологической стойкости композитов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является высокопрочный порошково-активированный бетон, который получен из смеси, содержащей вяжущее, кварцевый песок, наполнитель – тонкоизмельченный порошок кварца или известняка, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F» и воду затворения (Калашников В.И. Что такое порошково-активированный бетон нового поколения / В.И. Калашников // Строительные материалы. – 2012. – № 10. – С. 70-71).

В прототипе в высокопрочном порошково-активированном бетоне не изучены показатели биологической стойкости.

Технический результат заключается в создании высокопрочного порошково-активированного бетона с пониженным расходом цементного клинкера и повышенной биологической стойкостью за счет рационально подобранного состава, включающего композиционное вяжущее и активированную воду затворения.

Сущность изобретения заключается в том, что высокопрочный порошково-активированный бетон из смеси, включает вяжущее, кварцевый песок, наполнитель – тонкоизмельченный порошок кварца или известняк, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F» и воду затворения. Вяжущее содержит, мас.%: портландцементный клинкер 70, тонкоизмельченный гранулированный шлак 26, двуводный гипс – 3 и натрий фтористый – 1, наполнитель имеет удельную поверхность 600 м2/кг, а кварцевый песок используют фракции 0,63-5,0 мм, в качестве воды затворения используют активированную воду, с введением окисно-гидроокисных соединений алюминия и железа в количестве 2…10 г/м3, прошедшую электрохимическую и электромагнитную активацию при плотности тока в камере электрохимической активации 5,65…43,55 A/м2 и напряженности электромагнитного поля в рабочих зазорах камеры электромагнитной активации 24…135 кА/м, при следующем соотношении компонентов смеси, мас. %:

Указанное вяжущее23,13
Наполнитель23,3-23,39
Кварцевый песок44,4
Указанный гиперпластификатор0,21
Вода затворенияостальное

В табл. 1 представлены рекомендуемые режимы и их параметры для приготовления активированной воды затворения, в табл. 2 – составы высокопрочного порошково-активированного бетона, в табл. 3 – результаты испытаний порошково-активированного бетона.

Для изготовления композиционного вяжущего могут быть использованы следующие компоненты: портландцементный клинкер ОАО «Мордовцемент» (3СаО·SiO2 59-63 %; 2СаО·SiO2 18-18 %; 3СаО·Аl2О3 6-7,5 %; 4СаО·Аl2O3·Fе2О3 11-12 %), тонкоизмельченный гранулированный шлак (ГОСТ 3476-74), двуводный гипс второго сорта Порецкого месторождения (ГОСТ 4013-82), натрий фтористый (ГОСТ 4463-76). Способ изготовления композиционного вяжущего заключается в следующем. Производят весовую дозировку компонентов. Затем в помольном агрегате производят совместный размол цементного клинкера, тонкоизмельченного гранулированного шлака, двуводного гипса и натрия фтористого до удельной поверхности 300-400 м2/кг. Для изготовления бетона в качестве наполнителя могут быть использованы тонкоизмельченный порошок кварца, известняка с удельной поверхностью 600 м2/кг. Используют кварцевый песок фракции 0,63-5,0 мм по ГОСТ 8736-2014, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F» – поликарбоксилатный эфир третьего поколения, производства компании Degussa Constraction Polymers, SKW Trostberg, Германия.

В качестве активированной воды затворения используют электрохимически и электромагнитно-активированную воду, соответствующую требованиям ГОСТ 23732-2011. Активация воды затворения цементных композиций производится с использованием установки для безреагентной обработки водных систем УПОВС2-5.0 «Максмир» (RU 74911, МПК C02F 9/00, опубл. 20.07.2008). Данная установка представляет собой многоконтурную программирующую систему, содержащую в самой себе три циркуляционных контура, способных обеспечить эффект на безвозвратных потоках и позволяющая совершенствовать технологический процесс приготовления смеси без существенных изменений используемых технологических линий. Обработку воды затворения производят в камерах электрохимической и электромагнитной активации установки за счет пропускании в них потока воды, используемой в дальнейшем в качестве воды затворения, а отбор воды – на выпускном трубопроводе. С целью достижения высоких стабильных значений степени активации воды затворения и получения ее с заданными свойствами в зависимости от физико-химических свойств обрабатываемой воды и производительности используют гибкую настройку установки. Режим работы установки может быть выбран по параметрам плотности электрического тока в камере электрохимической активации j в пределах 5,65…43,55 A/м2 и напряженности электромагнитного поля в рабочих зазорах камеры электромагнитной активации Н в пределах 24…135 кА/м. Рекомендуемые режимы и их параметры представлены в табл. 1.

В заявленном изобретении в процессе активации в воду затворения вводят окисно-гидроокисные соединения алюминия и железа в количестве 2…10 г/м3, образующиеся при ее прохождении между электродами электролитического модуля, один из электродов которого изготовлен из стали с алюминиевой рубашкой на нем, анодно-растворяющегося с образованием с гидроксид-ионами в прикатодном пространстве мицеллярных гидроокисных наноструктур, содержащие в связанном виде ионы алюминия и железа (табл. 1). Содержание ионов в воде определяют аналитическим способом по известной методике (Руководство по химическому и технологическому анализу воды. М.: Стройиздат, 1973. – 306 с.).

Изготовлено три состава, предлагаемых в качестве примера, высокопрочного порошково-активированного бетона, состоящего из композиционного вяжущего, наполнителя, мелкого заполнителя, гиперпластификатора и активированной воды затворения (табл. 2).

Способ изготовления высокопрочного порошково-активированного бетона заключается в следующем. Производят весовую дозировку компонентов. Затем в бетоносмеситель вводят отмеренное количество композиционного вяжущего, активированную по установленным режимам работы установки воду затворения, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F», кварцевый песок фракции 0,63-5,0 мм, порошок тонкоизмельченного известняка с удельной поверхностью. 600 м2/кг и полученную сырьевую смесь тщательно перемешивают в течение 3 мин.

Для проведения исследований из приготовленной сырьевой смеси формуют образцы-кубы размерами 10×10×10 см путем заполнения стандартных форм 2ФК-100 по ГОСТ 10181-2014. Время выдержки в формах 24 ч. После распалубливания образцы помещают в камеру с нормальными тепло-влажностными условиями твердения на 28 сут. Затем образцы высокопрочного порошково-активированного бетона испытывают на прочность при сжатии по ГОСТ 10180.

Испытания на биостойкость проводят по ГОСТ 9.049-91 методом 1 и 3. В качестве тест-организмов используют следующие виды плесневых грибов: Aspergillius niger, A. flafus, A. terreus, Penicillium cuclopium, P. funiculosum, P. chrysogenum, Paecilomyces varioti, Chaetomium globosum, Trichoderma viride.

Полученные результаты приведены в табл. 3.

Результаты исследований подтверждают, что технический результат заявленного изобретения достигается за счет аддитивности эффектов применения комплекса мероприятий по улучшению прочностных показателей бетона и его биологической стойкости. Предлагаемые в изобретении составы содержат рационально-подобранную высокотекучую реологическую матрицу с низким пределом текучести при минимуме содержания воды и низким удельным расходом вяжущего на единицу прочности (Высокоэффективные порошково-активированные бетоны различного функционального назначения с использованием суперпластификаторов / В. И. Калашников, Е. В. Гуляева, Д. М. Валиев [и др.] // Строит. материалы. – 2011. – № 11. – С. 44–47, Калашников В. И. Высокопрочные бетоны нового поколения / В. И. Калашников, И. В. Ерофеева // Materials of the XII International scientific and practical conference «Science without borders». – Sheffield, 2016. – Р. 82–84, Калашников В. И. Высокопрочные бетоны нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу прочности / В. И. Калашников, В. М. Володин, И. В. Ерофеева // Материалы Международной научно-практической конференции «Vedeckypokroknaprelomutysyachalety». – Praha, 2015. – С. 65–67). С целью унаследования свойств биологической стойкости высокопрочным бетоном использовано биоцидное композиционное вяжущее (RU 2491240, МПК C04B 7/52, опубл. 27.08.2013). Для улучшения биологической стойкости и реологических свойств, а следовательно уменьшения содержания цементного клинкера в составах высокопрочных бетонов, используют электрохимически и электромагнитно-активированную воду затворения. Электромагнитная обработка сводится к действию сил Лоренца на заряженные частицы движущейся воды и непосредственному действию магнитного поля на магнитный момент молекул. Обработка природной воды магнитным полем приводит к взаимодействию поля с частицами, находящимися в воде и обладающими ферромагнитными свойствами – оксидные и гидроксидные соединения, образующимися в ходе электрохимического окисления железа. Действие электромагнитного поля способствует деформации и (или) разрушению водородных связей между молекулами воды в аквакомплексах (кластерах) и, вследствие этого, изменению величины поверхностного натяжения воды. Электрохимическая активация основана на свойстве растворов, подвергнутых электрохимическому воздействию, переходить в неравновесное состояние, проявляющих при этом каталитическую активность и повышенную реакционную способность в окислительно-восстановительных, кислотно-основных и других сопряженных с ними, реакциях. Многовалентные гидроксиды алюминия или железа, образовавшиеся в результате электрохимического растворения электродов при наложении электрического поля, многовалентного и обладающего перманентным дипольным моментом с повышенным содержанием ионов Н+ и ОН влияют на формирование кристаллогидратной решетки твердого тела. За счет введения в раствор многовалентных ионов алюминия или железа, обладающих перманентным дипольным моментом, появляется возможность способствовать возникновению центров кристаллизации. Получающиеся при этом соединения, находящиеся в ультрадисперсной фазе (1…100 нм), определяют активность воды, используемой в процессах затворения строительных растворов. Дисперсная фаза оксидов и гидрооксидов алюминия и железа (анодные продукты) и гидрооксидов кальция и магния – за счет катодного восстановления молекул воды, образуют временно устойчивую систему центров кристаллизации в процессах перехода растворов цемента в фазу образования гелевых структур, способствующих образованию твердой фазы с более мелкокристаллической структурой.

Электрохимическая и электромагнитная активация способствует изменению физико-химического состава воды: pH, содержание различных ионов, смачивамость и т.д. Присутствие в жидкой фазе цементного теста различных ионов и молекул, поступающих в систему в результате воздействия электромагнитным и электрическим полями на воду затворения, определенным образом влияет не только на структуру воды затворения, но и на процессы адсорбции, растворения и поверхностной гидратации образующейся твердой фазы, на свойства самого цементного композита (Теоретическое обоснование получения бетонов на основе электрохимически- и электромагнитноактивированной воды затворения / Ю. М. Баженов, В. Т. Фомичев, В. Т. Ерофеев, С. В. Федосов, А. А. Матвиевский, А. К. Осипов, Д. В. Емельянов, Е. А. Митина, П. В. Юдин // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2012. Вып. 2 (22). URL:http://vestnik.vgasu.ru/attachments/1_BazhenovFomichev-2012_2(22). pdf, Фомичев В. Т., Ерофеев В. Т., Емельянов Д. В., Матвиевский А. А., Митина Е. А. Роль продуктов анодных процессов в ходе электромагнитной активации воды // Фундаментальные исследования. 2015. № 2 (часть 6). С. 1194–1197, Nikolay Karpenko, Vladimir Erofeev, Denis Emelianov, Valery Fomichev, Alexey Bulgakov Technology, structure formation and properties of foam concrete on activated water of mixing / Proceedings of the Creative Construction Conference (2018) pp. 213–219. DOI 10.331/CCC2018-028, Емельянов Д. В. Пенобетоны на основе электрохимически и электромагнитно-активированной воды затворения: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Пенза, 2013. – 23 с.).

Заявленный высокопрочный порошково-активированный бетон на основе композиционного вяжущего с применением активированной воды затворения удовлетворяет всем поставленным задачам. Получен высокопрочный бетон со сниженным расходом цементного клинкера – 16,2 мас. % (прототип – 23,7 мас. %) и высокой прочностью при сжатии в возрасте 28 сут – 97,5-101,0 МПа (прототип – 81,8 МПа). Таким образом, по сравнению с известным решением предлагаемое позволяет получать высокопрочные бетоны с высокими биоцидными свойствами.

Таблица 1

№ п/пРежим активацииПлотность тока j, A/м2Напряженность электромагнитного поля Н, кА/мСодержание в активированной воде гидроокисных соединений алюминия и железа, г/м3
1Э+М (1–1)5,65242
2Э+М (3–3)22,58756
3Э+М (6–6)43,5513510

Таблица 2

СоставСодержание компонентов, мас. %
Композиционное вяжущееЗаполнительНаполнительГиперпластификаторВода затворения
ПортландцементГлиноземистый цементМикрокремнеземЦементный клинкерТонкоизмельченный гранулированный шлакДвуводный гипсНатрий фтористыйОтсев дробления кварцитопесчаникаКварцевый песок фракции 0,63-1,25 ммКварцевый песок фракции 0,63-5,0 ммТонкоизмельченный кварцитопесчаникТонкоизмельченный известнякГиперпластификатор марки «Melflux 2651 F»Неактивированная водаАктивированная вода*
Аналог RU 262781121,72,02,046,521,01,90,24,7
116,26,00,70,2344,423,300,218,96
216,26,00,70,2344,423,340,218,92
316,26,00,70,2344,423,390,218,87

* Вода, активированная по режимам, указанным в табл. 1

Таблица 3

СоставПрочность на сжатие,
МПа
Степень развития плесневых грибов, баллРадиус зоны ингибирования роста грибовХарактеристика
материала по
ГОСТ 9.049.91
Метод 1Метод 3R, мм
Аналог
RU 2627811
81,8140Негрибостоек
197,5020Грибостоек
298,2010Фунгициден
3101,0002Фунгициден

Высокопрочный порошково-активированный бетон из смеси, включающей вяжущее, кварцевый песок, наполнитель – тонкоизмельченный порошок кварца или известняк, гиперпластификатор марки «Melflux 2651 F» и воду затворения, отличающийся тем, что вяжущее содержит, мас. %: портландцементный клинкер 70, тонкоизмельченный гранулированный шлак 26, двуводный гипс 3 и натрий фтористый 1, наполнитель имеет удельную поверхность 600 м2/кг, кварцевый песок используют фракции 0,63-5,0 мм, в качестве воды затворения используют активированную воду, с введением окисно-гидроокисных соединений алюминия и железа в количестве 2…10 г/м3, прошедшую электрохимическую и электромагнитную активацию при плотности тока в камере электрохимической активации 5,65…43,55 A/м2 и напряженности электромагнитного поля в рабочих зазорах камеры электромагнитной активации 24…135 кА/м, при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:






Указанное вяжущее23,13
Наполнитель23,3-23,39
Кварцевый песок44,4
Указанный гиперпластификатор0,21
Вода затворенияостальное

Глава 5 экономические критерии строительства из высокопрочного и особовысокопрочного бетона и перспективы использования реакционно-порош­ковых сухих бетонных смесей в строительстве 5 1 экономические показатели рпб и экономические критерии — Документ

Физико-технические свойства бетонов на СРПБС

мальным размером частиц 0,1-0,6 мм, микрокремнезем и СП, позволяет получить особовысокопрочный порошковый бетон с прочностью 150-160 МПа, с водопоглощением 0,5-1,0% по массе, с морозостойкостью 1000-2000 циклов, с водонепроницаемостью W20. Пародоскальным является тот факт, что в процессе экспериментов нельзя было изготовить бетон марки 150 при расходе цемента 130 кг/м3. Марка бетона получалась 200-250.

Особенностью малоцементных порошково-активированных бетонов является сильная зависимость прочности от гранулометрии песка и щебня. Например, при расходе цемента 300 кг/м3 можно получить бетон М600 при использовании обычных песков и нефракционированных щебней [***ссылка из реферата №20] и марку 1200 – при использовании чистых песков и подобранных с оптимальной гранулометрией щебня [117].

Высокопрочная связка из реакционно-порошковой бетонной смеси – необходимая основа для создания очень прочных конструкционных легких бетонов с плотностью 1400-1700 кг/м3 и прочностью 40-50 МПа и болееНаполнение сухой бетонной реакционно-порошковой бетонной смеси кварцевым песком позволяет создать песчаные бетоны нового поколения, в том числе, самоуплотняющиеся, с расходом цемента 500-550 кг/м3, с прочностью 80-100 МПа, а при расходе – а при расходе – 650 кг/м3 – 120МПа. Такие бетоны пока не имеют аналогов в мировой и отечественной практике. Песчаные бетоны с расходом цемента 400 кг/м3 с суперпластификаторами (которые в таких смесях плохо плохо «работают») имеют прочность, не превышающую 30-35 МПа из полужестких или жестких песчаных смесей.

При наполнении реакционно-порошковой бетонной смеси песком и высокопрочным щебнем получены бетоны с прочностью 120-130 МПа с расходами цемента в пересчете на тяжелый бетон, равным 300-350 кг/м3.Это только ряд примеров рационального и эффективного использования СРПБС. Перспективны возможности применения СРПБС для изготовления пенобетонов и газобетонов. В них используется портландцемент, прочность которого ниже, чем у РПБ, а конструктивные процессы самоупрочнения во времени протекают у последнего более полно.

Таким образом, реакционно-порошковые бетоны открывают новые возможности для кардинального совершенствования структуры и свойств новых видов бетонов и в осуществлении технико-экономического прорыва в технике бетона.

Повышение эксплуатационной надежности изделий и конструкций из таких бетонов достигается дисперсным армированием тонкими короткими стальными волокнами, стекло- и базальтовой фиброй. Это позволяет увеличить прочность на осевое растяжение в 4-5 раз, прочность на растяжение при изгибе в 6-8 раз, ударную прочность в 15-20 раз по сравнению с бетонами марок 400-500. Судя по публикациям в России, практически, не занимаются разработкой особовысокопрочных реакционно-порошковых бетонов классов В 120- В 140. Большое количество публикаций посвящено совершенствованию бетонов общестроительного назначения с целью экономии цемента на 10-30 % с сохранением той же прочности.

За последние пять лет появились публикации, посвященные разработке бетонов классов В 60-В 100 с применением органо-минеральных добавок без использования значительных количеств реологически- и реакционно-активной каменной муки (дисперсных наполнителей) для увеличения объема реологической матрицы и для усиления действия суперпластификаторов и гиперпластификаторов нового поколения. А без нее невозможно изготовить самоуплотняющиеся бетонные смеси с расплывом стандартного конуса 70-80 см. Что касается использования нанотехнологий, то она не в состоянии радикально изменить несовершенную, чрезвычайно дефектную структуру бетонов классов В30-В40. Поэтому достигнуть высокой прочности, равной 150-200 МПа, за счет нанотехнологий, вряд ли удастся в ближайшие 10-15 лет. Необходимо использовать то, что лежит на «поверхности», то что достигнуто тремя революционными этапами в химии и механике бетона на эволюционном пути развития технологии его. Нанотехнологии будут необходимы для совершенствования малодефектной структуры высокопрочных бетонов с повышением прочности свыше 200-250 МПа.

Будущее бетонов связано с использованием каменной муки, ибо, только высокая текучесть смешанной цементно-дисперсной матрицы, имеющей 2-3-х кратный водоредуцирующий эффект, позволяет достичь (при оптимальной структуре бетонов) «высокой» реологии, а через нее высокой плотности и прочности бетонов. Именно, через рациональную реологию бетонных смесей необходимо следовать в будущее бетонов, через создание реологических матриц первого и второго рода, за счет кардинального изменения рецептуры и структуры пластифицированной бетонной смеси [121]. Основные принципы создания таких бетонов и расчет состава их принципиально отличаются от традиционных бетонов плотных упаковок и самоуплотняющихся пластифицированных бетонов с органо-минеральными добавками.

Для внедрения бетонов нового поколения в практику необходимо все усилия направить на получение щебней узких фракций и фракционированных песков.

1. Произведен расчет технико-экономической эффективности применения сверхпрочных бетонов, а также малоцементных бетонов различных марок. Осуществлена опытно-промышленная апробация реакционно-порошковых бетонов в ООО «Новые строительные технологии » г. Красноярск и в ООО «Concrete Ingeniring» г. Москва.

2. Показано, что экономическая эффективность бетонов нового поколения ограничивается низким удельным расходом цемента на единицу прочности бетона, равным 2,5-4,0 кг/МПа. Рассмотрены экономические критерии строительства из высокопрочного и особовысокопрочного бетона. Показано, что элементы глобальной экономики в регионах и в целом, в стране с отраслями, сопутствующими производству цемента добыче и производству щебня и песка, химических добавок, транспортным и энергетическим расходам, защите окружающей среды.

1. Исходя из основных положений физикохимии и реологии дисперсных систем, теоретически обоснованы возможности предельного разжижения их при высоком содержании твердой фазы и необходимость кардинального изменения состава и топологической структуры традиционных бетонных смесей. Новыми компонентами пластифицированных песчаных и щебеночных бетонов должны быть высокодисперсные и тонкозернистые наполнители, добавляемые в значительном количестве для усиления разжижающей и водоредуцирующей функции пластификаторов, увеличения объема реологически-активной дисперсной матрицы между частицами песка и щебня и снижения удельного расхода цемента на единицу прочности бетонов.

2. Состав обычных пластифицированных бетонов должен трансформироваться из 4-5 компонентного в 7-8 компонентный, с дополнительными компонентами в виде дисперсной каменной муки (микрокварц, молотый песок, плотный известняк, доломит и др. ), и тонкозернистого кварцевого песка фракции 0,1-0,5÷0,16-0,63 мм, которые замещают часть реологически-неактивного – обычного песка и щебня и в присутствии суперпластификаторов образуют совместно с цементом и водой в бетонных смесях реологически-активную матрицу с низким пределом текучести и низкой вязкостью. Объем такой матрицы должен быть 45-65% от объема смеси, превращая бетоны в малощебеночные и малопесчаные (песок фракции более 0,63 мм) с «плавающей» структурой щебня и песка.

3. Разработана классификация реологически-активных матриц в бетонных смесях и подразделение их на 3 рода по дисперсности: для порошковых бетонов, песчаных и щебеночных. Показано назначение каждой из матриц и их роль в обеспечении необходимой консистенции бетонных смесей. Выявлено необходимое объемное содержание каждой матрицы исходя из оптимальной топологии, межзерновых расстояний для обеспечения оптимальных реологических критериев.

4. Показано, что водно-дисперсно-тонкозернистая цементная пластифицированная реологическая матрица второго рода при оптимальном соотношении компонентов и при предельной объемной концентрации твердой фазы, равной 76-79%, является самоуплотняющейся порошковой бетонной смесью для бетонов с прочностью 110-130 МПа, а при введении МК – реакционно-порошковой смесью для бетонов с Rсж = 130-180МПа.

5. Для отдельных порошковых бетонных смесей установлены фундаментальные реологические свойства – предел текучести и вязкость, а для всех смесей – реотехнологические, консистометрические. Выявлены значения их для тестирования реологического отклика цементных суспензий порошковых смесей на действие СП и ГП, тестирование слабых, сильных СП и ГП.

6. Оптимизированы компонентные составы самоуплотняющихся порошковых бетонов с чрезвычайно низкими значениями В/Т (0,092-0,1) и В/Ц отношениями (0,28-0,33) при средней толщине матрицы между частицами тонкозернистого песка 45-65 мкм, для получения реакционно-порошкового бетона с прочностью на сжатие 150-160 МПа, с прочностью на растяжении при изгибе – 27 МПа. Выявлены условия самопроизвольного удаления пузырьков воздуха, как концентраторов напряжений в РПБ.

7. Изучено влияние дисперсности молотого песка или микрокварца, гранулометрии тонкозернистого песка на реотехнологические свойства смесей и прочность РПБ.

8. Осуществлен подбор составов фибробетонов с различными видами фибр. Теоретически показано и экспериментально доказано использование тонкой металлической фибры и микрофибры, по сравнению с используемыми не экономичными видами фибр «Челябинка» и «Драмикс».

9. Исследованные физико-технические, гигрометрические свойства РПБ и РПБ-фибробетонов: Rсж и Rизг, водопоглощение, усадка,набухание, морозостойкость. Достигнут рубеж прочности на сжатие 200 МПа и на растяжение при изгибе 50 МПа с удельным расходом цемента 3,3 кг/МПа. Бетоны являются особо плотными с водопоглощением не более 1,5%, морозостойкими (более 900 циклов), малоусадочными (ε = 0,3-0,45 мм/м – без фибры).

10. Установлено оптимальное содержание трех реологических матриц в двух видах щебеночных бетонов нового поколения с расходами цемента 220-485 кг/м3 марок М 600-1500. Показано, что при переходе от малоцементных бетонов к бетонам с повышенным расходом цемента содержание реологических матриц первого и второго рода уменьшается.

11. Произведен расчет технико-экономической эффективности применения сверхпрочных бетонов, а также малоцементных бетонов различных марок. Осуществлена опытно-промышленная апробация реакционно-порошковых бетонов в ООО «Новые строительные технологии » г. Красноярск и в ООО «Concrete Ingeniring» г. Москва.

  • Баженов Ю.М. Бетоны XXI века // Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций / Материалы Международной конференции. – Белгород, 1995. – С. 3–5.

  • Баженов Ю.М. Технология бетона. – М.: Изд-во АСВ, 2002. – 500 с.

  • Баженов Ю.М. Технология бетонов ХХI века / Академические чтения РААСН. Новые научные направления строительного материаловедения. Часть 1. – Белгород, 2005. – с. 9–20.

  • Баженов Ю.М., Фаликман В.Р. Новый век: новые эффективные бетоны и технологии // Материалы I Всероссийской конференции. – М., 2001. – С. 91–101.

  • Железобетон в ХХI веке: Состояние и перспективы развития бетона и железобетона в России / Госстрой РФ, НИИЖБ. – М.: Готика, 2001.

  • Звездов А.И., Волков Ю.С. Бетон и железобетон: наука и практика // Материалы I Всероссийской конференции по бетону и железобетону. – М., – 2001. – С. 288–297.

  • Комохов П.Г. О бетоне XXI века // Вестник РААСН. – М., 2001. – №5. – С. 9–12.

  • Михайлов В.В., Беликов В.А. Перспективы применения конструкций из высокопрочных бетонов // Бетон и железобетон. – 1982. – №5. – С. 7–8.

  • Михайлов В.В., Волков Ю.С. Бетон и железобетонные конструкции. Состояние и перспективы применения в промышленном и гражданском строительстве. – М.: Стройиздат, 1983. – 358 с.

  • Михайлов К.В. Взгляд на будущее бетона и железобетона // Бетон и железобетон. – 1995. – №6. – С. 2–5.

  • Михайлов К.В., Бердичевский Г.И., Рогатин Ю.А. Бетон и железобетон – основа современного строительства // Бетон и железобетон. – 1990. – №2. – С. 3–4.

  • Михайлов К.В., Хайдуков Г.К. К 150-летию изобретения железобетона // Бетон и железобетон. – 1999. – №5. – С. 2–5.

  • Баженов Ю.М. Высококачественный тонкозернистый бетон//Строительные материалы. – 2000. №2. С. 24-25.

  • Баженов Ю.М. Бетоны повышенной долговечности // Строительные материалы, 1999. № 7-8. с. 21-22.

  • Волков Ю.С. Применение сверхпрочных бетонов в строительстве // Бетон и железобетон, 1994. №7. с. 27-31.

  • Ахвердов И.Н. Высокопрочный бетон. – М.: Госстройиздат, 1961. – 162 с.

  • Баженов Ю.М. Многокомпонентный мелкозернистый бетон для высотного строительства // Сборник докладов. II Международный симпозиум по строительным материалам КНАУФ для СНГ «Современное высотное строительство. Эффективные технологии и материалы». – М., 2005. – с. 7–73.

  • Каприелов С.С, Шеренфельд А.В., Батраков А.В. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива // Бетон и железобетон. – 1996. – №6. – С. 6–10.

  • Морено Х. Применение высокопрочных бетонов в строительстве высотных зданий // Бетон и железобетон. – 1988. – № 11. – С. 29–31.

  • Рабинович Ф.Н., Курбатов Л.Г. Применение сталефибробетона в конструкциях инженерных сооружений // Бетон и железобетон. – 1984. – № 12. – С. 22–25.

  • Волков И.В. Фибробетон – состояние и перспективы применения в строительных конструкциях // Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века. – 2004. – № 5. – С. 5–7.

  • Антропова В.А., Дробышевский В.А. Свойства модифицированного сталефибробетона // Бетон и железобетон. – №3. – 2002. – с. 3 – 5.

  • Рабинович Ф.Н. Применение фиброармированных бетонов в конструкциях промзданий // Фибробетон и его применение в строительстве: Труды НИИЖБ. – М., 1979. – С. 27–38.

  • Рабинович Ф.Н., Черномаз А.П., Курбатов Л.Г. Монолитные днища резервуаров из сталефибробетона // Бетон и железобетон. – 1981. – №10. – С. 24–25.

  • Рабинович Ф.Н., Романов В.П. О пределе трещиностойкости мелкозернистого бетона, армированного стальными фибрами // Механика композитных материалов, – 1985. – № 2. – С. 277–283.

  • Леонтьев В.Н., Прихотько В.А., Андреев В.А. О возможности использования углеродных волокнистых материалов для армирования бетонов // Строительные материалы. – 1991. – №10. – С.27-28.

  • Лобанов И.А. Особенности структуры и свойства дисперсно-армированных бетонов // Технология изготовления и свойства новых композиционных строительных материалов: Межвуз. темат. сб. науч. тр. – Л.: ЛИСИ, 1986 – С.5-10.

  • Сакварелидзе А.В. Влияние возраста сталефибробетона на его ползучесть // Бетон и железобетон. – 1987. – №3. – С.8-10.

  • Сталефибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы» Вып. 7 ВНИИНТПИ. – М., 1990.

  • Bindiganavile V., Banthia N., Aarup B/ Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite. // ACI Materials Journal. – 2002. – Vol. 99, №6. – Р. 543–548.

  • Stroeven P. Structural modelling of plain and fibre-reinforced concrete //Composites. – 1982. – vol. 13. – №2. – P. 129–139.

  • Selvadurai A.P.S. The opening of an elastically bridges penny shaped flaw in a fibre reinforced composite by concentrated surfase loads // Wiss. Z., 1982. – №2. – P. 187–190.

  • J. Hannat. Fibre cements and fiber concretes. – New York.– 1998.

  • K. Kobayashi and R. Cho, Mechanics of Concrete with Randomly Oriented Short Steel Fibres // Proceedings of the 2nd International Conference on the Mechanical Behaviour of Materials. – Boston, – Р. 1938— 1942.

  • B. A. Kyrlov and V. P. Trambovetsky. Investigation of Fibre- Reinforced Materials in the USSR. // Paper 8.5, RILEM Symposium on Fibre-Reinforced Cement and Concrete. – London, Ed. A.M. Neville, 1975. – Р. 419-424.

  • Курбатов Л.Г. Проектирование и изготовление сталефибробетонных конструкций: Обзорная информация ЦНТИ Госгражданстроя. – Л., 1985. – 55 с.

  • Сталефибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы» Вып. 7 ВНИИНТПИ. – М., 1990.

  • Демьянова В.С., Ильина И.Е., Куликов И.М. Повышение эксплуатационных свойств бетона комплексными добавками / Композиционные строительные материалы. Теория и практика / Международная научно-практическая конференция. – Пенза: ПГУАС, 2005. – с. 38–43.

  • Schmidt M. Moglichkeiten und crenzen von Hoch- und Ultra –HochfestemBeton / M. Schmidt, R. Bomeman // Proc. 124IBAUSJL.– 200.Bd. 1, – Р. 1083–1091.

  • Grübe P., Lemmer C., Rühl M. Vom Gussbeton zum Selbstverdichtenden //Beton. – Р. 243–249.

  • Kleingelhöfer P. Noue Betouverflissiger auf Basis Polycarboxylat. // Proc. 13., Ybasil. Weimar., – 1997, – Bd. 1, – S. 491-495.

  • Brameschuber W., Schubert P. Neue Entwicklungen bei Beton und Mauerwerk.// Öster. Jngenieur-und Architekten-Zeitsehrieft., 2003 – Р. 199–220.

  • Kordms S. Selbstverdichtender Beton in Beitrage zum 41./ Forschungskolloguium des DafStb; – 3. Marz. – 2003.

  • Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов: дис… д-ра техн. наук. – Воронеж, 1996 – 89 с.

  • Schmidt M., Fenling E. Ultrahochfester Beton-und Fertigteiltechnik.// – 2003, – H. 11, Р. 16-19.

  • A.Magu mdar. Glass fiber reinforced cement. – London. – 1991.

  • Фибробетон в Японии. Экспресс-информация. Строительные конструкции». – М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1983. – 26 с.

  • Schmidt M. 50 Jahre Entwicklung bei Zement, Zusatzmittel und Beton. Schriftenreihe Baustoffe. / M. Schmidt Centrum Baaaustoffe und Material- prufund.– 2003. – H.2, – Р. 189-198.

  • Рабинович Ф.Н. Дисперсноармированные бетоны. – М., Стройиздат, 1989. – 177 с.

  • Михеев Н.М. К вопросу о классификации стальных фибр для дисперсно армированных бетонов // Бетон и железобетон. – 2003. – №3. – С. 9-11.

  • Калашников В.И., Иванов И.А., О структурно-реологическом состоянии предельно разжиженных высококонцентрированных дисперсных систем.// Труды IV Национальной конференции по механике и технологии композиционных материалов. БАН, София. 1985. с. 127-130.

  • Калашников В.И., Иванов И.А. О характере пластифицирования минеральных дисперсных композиций в зависимости от концентрации в них твёрдой фазы.// Механика и технология композиционных материалов. Материалы II Национальной конференции, София: БАН, 1979. с. 455-458.

  • Иванов И.А., Калашников В.И., Кузнецов Ю.С., Шкурко В.Н. К методике оценки влияния пластифицирующих добавок на технологические реологические свойства цементных композиций.// Реология бетонных смесей и её технологические задачи Тез. доклад III Всесоюзного симпозиума, Рига: РПИ., 1979. с. 179-182.

  • Иванов И.А., Калашников В.И. Эффективность пластифицирования минеральных дисперсных композиций в зависимости от концентрации в них твёрдой фазы.// Реология бетонных смесей и её технологические задачи. Тез. доклад III Всесоюзного симпозиума, Рига. РПИ, 1979. с. 35-38.

  • Калашников В.И. О реакции различных минеральных композиций на нафталин-сульфокислотные суперпластификаторы и влияние на нее быстрорастворимых щелочей.// Механика и технология композиционных материалов. Материалы III Национальной конференции с участием зарубежных представителей. София. БАН 1982.

  • Калашников В.И. Учёт реологических изменений бетонных смесей с суперпластификаторами.// Материалы IX Всесоюзной конференции по бетону и железобетону (Ташкент 1983), Пенза. 1983. с. 7-10.

  • Калашников В.И. Регулирование разжижающего эффекта суперпластификаторов исходя из ионноэлектростатического действия.//Производство и приложение на химические добавки в строительстве. Сборник тезисов НТК. София. 1984. с. 96-98.

  • Калашников В.И., Урьев Н.Б. Управление реологией дисперсных систем с суперпластификаторами изменением ионного состава жидкой фазы.// Реология бетонных смесей и её технологические задачи. Тез. докл. V Всесоюзного симпозиума, 4 I Рига. РПИ, 1980. с. 92-93.

  • Richard P., Cheurezy M. Reactive Powder Concrete with Heigh Ducttility and 200-800 MPa Compressive Strength.// AGJ SPJ 144-22, — 1994, pр. 507-518.

  • Баженов Ю.М. Технология бетона//издательство Ассоциации высших учебных заведений, М.: 2002. 500 с.

  • Батраков В.Г. Модифицированные бетоны // М.: Стройиздат, 1998. 768 с.

  • Батраков В.Г. и др. Суперпластификатор – разжижитель СМФ. // Бетон и железобетон. 1985. №5. С.18-20.

  • Долгополов Н.Н., Суханов М.А., Ефимов С.Н. Новый тип цемента: структура цементного камня.// Строительные материалы. 1994. №1. с. 5-6.

  • Соломатов В.И., Выровой В.Н. и др. Композиционные строительные материалы и конструкции пониженной материалоёмкости.// Киев, Будивельник, 1991, 144 с.

  • Аганин С.П. Бетоны низкой водопотребности с модифицированным кварцевым наполнителем.// Автореферат на соискание уч. степени к.т.н., М, 1996. 17 с.

  • Фадель И.М. Интенсивная раздельная технология бетона, наполненного базальтом.// Автореферат дис. к.т.н. М:, 1993. 22 с.

  • Scnachinger J, Schuberrt J, Stengel T, Schmidt K, Heinz D, Ultrahochfester Beton – Bereit Fűr die Anwendung? Scnriftenreihe Baustoffe. Fest – schrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr.-ing. Peter Schliessl. Heft 2. 2003. C. 267-276.

  • Фибробетон в Японии. Экспресс-информация. Строительные конструкции», М, ВНИИИС Госстроя СССР, 1983. 26 с.

  • Стеклофибробетон и конструкции из него. Серия «Строительные материалы». Вып.5. ВНИИНТПИ. – Москва. -1990. С. 34-71.

  • Рабинович Ф.Н. Дисперсноармированные бетоны. М., Стройиздат: 1989. 177 с.

  • Рабинович Ф.Н. Бетоны, дисперсно-армированные волокнами: Обзор ВНИИЭСМ. — М., 1976. 73 с.

  • Маилян Д.Р., Шилов Ал.В., Джаварбек Н. Влияние фибрового армирования базальтовым волокном на свойства легкого и тяжелого бетонов // Новые исследования бетона и железобетона. — Ростов-на-Дону, 1997. С. 7-12.

  • Dugat J., Roux N., Bernier G. Mechanical Properties of Reactive Powder Concretes. Materials and Structures, Vol. 29, 1996. S. 233-240.

  • Бочарников А.С. Стойкие к динамическим нагрузкам и газопроницанию волокнистые и дисперсно-упрочненные композиционные материалы для конструкций сооружений специального строительства. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Воронеж. 2006. 44 с.

  • Пухаренко, Ю.В. Научные и практические основы формирования структуры и свойств фибробетонов: дис… док. техн. наук: Санкт Петербург, 2004. 315. с.

  • Вalaguru P., Naim H., High-performance fiber-reinforced concrete mixture proportion with high fiber volume fractions // ASJ Materials Journal. – 2004.-Vol. 101, №4. – рр. 281-286.

  • Bindiganavill V., Banthia N., Aarup B. Impact response of ultra-high-strength fiber-reinforced cement composite //ASJ Materials Journal. – 2002.-Vol. 99, №6. — рр. 543-548.

  • Ланкард Д.К., Диккерсон Р.Ф. Железобетон с арматурой из обрезков стальной проволоки// Строительные материалы за рубежом. 1971. №9. с. 2-4.

  • Schmidt M., Fenling E., Teichmann T., Bunjek K., Bornemann R. Ultrahochfester Beton: Perspective für die Betonfertigteil Industrу.// Betonwerk+Fertigteil-Technik. 2003. № 39. s. 16-29.

  • Grübe P., Lemmer C., Rühl M. Vom Gussbeton zum Selbstverdichtenden Beton. s. 243-249.

  • Bornemann R., Fenling E. Ultrahochfester Beton-Entwicklung und Verhalten.// Leipziger Massivbauseminar, 2000, Bd. 10, s. 1-15.

  • Schmidt M., Fenling E. Ultrahochfester Beton-und Fertigteiltechnik.// 2003, H. 11, s. 16-19.

  • Müller C., Sehröder P. Schliβe P., Hochleistungbeton mit Steinkohlenflugasche. Essen VGB Fechmische Vereinigung Bundesveband Kraftwerksnelenprodukte.// E.V., 1998-Jn: Flugasche in Beton, VGB/BVK-Faschaugung. 01 Dezember 1998, Vortag 4, 25 seiten.

  • Калашников В.И. Расчет составов высокопрочных самоуплотняющихся бетонов // Строительные материалы. №10. 2008. С 4-6.

  • Дейзе Т., Хорнунг О., Нельман М. Переход с технологии «Микродур» к технологии «Нанодур». Применение стандартных цементов в практике бетонов со сверхвысокими эксплуатационными свойствами, Бетонный завод. №3. 2009. С.4-11.

  • Свиридов Н.В., Коваленко Ь.Г. Бетон с прочностью 150 МПа на рядовых портландцементах // Бетон и железобетон. №2. 1990. С.21-22.

  • Суздальцев И.П. Нанотехнология. Физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М-: КомКнига. 2006. 592 с.

  • Пономарев А.Н. Нанобетон – концепция и проблемы. Синергизм наноструктурирования цементных вяжущих и армирующей фибры // Строительные материалы. №5. 2007. С.2-4.

  • Abouzar Sadrekarimi. Development of a Light Weight Reactive Powder Concrete. Journal of Advanced Concrete Technology. Japan Concrete Institute. Vol. 2, No 3, 409-417. October 2004.

  • Мировая премьера в Австрии – арочный разводной мост из высокопрочного фибробетона. Международное бетонное производство. №11, 2011. С.132-134.

  • Барраган Б. , Ронсерон Х., Магаротто Р., Моро С., Хурана Р. Интеллектуальный динамичный бетон // Международное бетонное производство (СPI) №2, 2011. С. 58-67

  • European Proect Group « The European Guidelines for Self – Compacting Concrete. Specification, Production and Use», (joint work by EFNAPC, BJBM, CEMBUREAU, EFCA, ERMACO). May 2005.

  • Japan Society of Civil Engineers (JSCE), «Recommendation for Self Compacting Concrete» Tokyo, Japan, August, 1999.

  • Нецветаев Г.В., Давидюк А.Н. «Гиперпластификаторы Melflux для сухих строительных смесей и бетонов» // Строительные материалы. №3. 2010. С. 38-40.

  • Нецветаев Г.В. Давидюк А.Н. «Самоуплотняющиеся бетон (SCC): усадка» // Строительные материалы. №8. 2009. С. 52-54.

  • Изотов В.С., Ибрагимов Р.А. «Влияние некоторых гиперпластификаторов на основные свойства цементных композиций» // Строительные материалы. №11. 2010. С. 14-17.

  • Richard P., Cheurezy M., Composition of Reactive Powder Concrete. Cem. Coner. Res. Vol. 25. No. 7. S. 1501-1511, 2001.

  • Калашников В.И., Ананьев С.В. Высокопрочные и особовысокопрочные бетоны с дисперсным армированием // Строительные материалы. 2009. №7. С. 59-61.

  • Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Голубева В.Ю. «Высокопрочный бетон повышенной вязкости разрушения», Санкт-Петербург. 2009. 155С.

  • Бондарев Б.А., Черноусов Р.Н. Определение модуля упругости и предела прочности сталефибробетона при растяжении методом раскалывания // Научный Вестник. Строительство и архитектура. Изд. ВГАСУ. №3 (11). 2008. С. 67-71.

  • Калашников В.И., Троянов И.Ю., Коровкин М.О., Ананьев С.В., Куликов И.М. К оптимизации геометрических размеров плоской стальной фибры. Сборник статей МНТК «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». Пенза. 2010. С.66-70.

  • Соломатов В.И., Хохрина Е.Н. Оптимизация степени наполнения цементного теста и выбор оптимальной дисперсности наполнителей Тезисы докладов к областному семинару: Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности. Пенза, ПДНТП. 1984 С. 30.

  • Соломатов В.И., Выровой В.Н., Хохрина В.Н., Абакумов В.В. Влияние наполнителей на кинетику структурообразования цементных композиций Тезисы докладов к областному семинару: Композиционные строительные материалы с использованием отходов промышленности. Пенза, ПДНТП. 1984 С. 26-27.

  • Потапов Ю.В., Пузырева А.И., Замолицких С.Н. Эффективные плиты из наполненных карбоцементных композиций с применением суперпластификатора С-3 Тезисы докладов конференции «Теория и практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах» Пенза, 1991. С. 46.

  • Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Ваганов М.А. Влияние способов и режимов приготовления на свойства наполненных цементных композиций Современное состояние и перспектива развития строительного материаловедения: Восьмые академические чтения отделения строительных наук РААСН / Изд-во Самарского государственного архитектурно-строительного университета. – Самара, 2004. С. 458-461.

  • Селяев В.П., Куприяшкина Л.И., Нугаева Г.Р., Козлов П.С. Влияние химических добавок на наполненное цементное тесто Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии: Материалы XV Академических чтений РААСН – Международной научно-технической конференции / Казанский государственный архитектурно-строительный университет. Т.1. – Казань, 2010. С. 255-258.

  • Берг О.Я., Щербаков Е.Н. Об эффективности методов прогноза величин ползучести и усадки. Материалы совещания НИИЖБ Госстроя СССР «Ползучесть и усадка бетона». М. 1969. С. 136-145.

  • Калашников В. И. Усадка высокопрочных реакционно-порошковых бетонов и влияние масштабного фактора //Строительные материалы. №5. 2010. С.2-3.

  • Фаликман В.Р., Сорокин Ю.В., Калашников О.О. Строительно-технические свойства особовысокопрочных быстротвердеющих бетонов // Бетон и железобетон. – 2004. №5. С.5-10.

  • Калашников В.И., Кузнецов Ю.С., Ананьев С.В. и др. Бетоны нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу прочности. 1. Малоцементные бетоны с оптимальным соотношением молотых, очень мелких и средних песков в реологической матрице // Вестник отделения строительных наук. Выпуск 14. Том 2. Москва-Иваново, 2010. С.27-29.

  • Калашников В.И., Ананьев С.В., Троянов И.Ю. и др. Бетоны нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу прочности. 2. Пластифицированные высокопрочные и особовысокопрочные бетоны с оптимизированной реологической матрицей // Вестник отделения строительных наук. Выпуск 14. Том 2. Москва-Иваново, 2010. С.29-32.

  • Калашников В.И., Архипов В.П., Ананьев С.В. Обеспечение оптимальной топологии самоуплотняющихся бетонных смесей для высокопрочных бетонов // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2009. С. 46-51.

  • Краснов Л.М., Федосов С.В., Акулова М.В. Влияние высокого наполнения мелкозернистого бетона на структурную прочность // Строительные материалы. №1. 2008. С.48-50.

  • Кузнецов Ю.С., Калашников С.В., Хвастунов В.Л. К теории гидратации композиционных цементных и шлаковых вяжущих. Вестник отделения строительных наук. №9. Белгород, 2005. С.216-221.

  • Калашников В.И., Хвастунов В.Л., Ананьев С.В. и др. Сухие реакционно-порошковые бетонные смеси – новые виды вяжущих для создания различных видов бетонов // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы междунар. науч.-техн. конф. [под общей ред. В.И.Калашникова]. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2008. С. 63-69.

  • Калашников В.И., Ананьев С.В., Мороз М.Н. и др. Новое направление в производстве бетонов общестроительного назначения на основе реакционно-порошковой связки // Популярное бетоноведение. 2009. №6(32). С.44-48.

  • Калашников В.И., Троянов И.Ю., Ананьев С.В. и др. Бетоны на основе реакционно-порошковой связки – новое направление в производстве бетонов общестроительного назначения // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2009. С. 35-42.

  • Калашников В.И. Терминология науки о бетоне нового поколения // Строительные материалы. №3. 2011. С.103-106.

  • Калашников В.И., Калашников С.В. Порошковые высокопрочные бетоны нового поколения // Популярное бетоноведение. Санкт-Петербург, №2 (16), 2007. С. 44-49.

  • Калашников В.И., Ананьев С.В. Проблемы использования отсевов камнедробления в промышленности нерудных строительных материалов // Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов: материалы междунар. науч.-техн. конф. Пенза: Приволжский Дом знаний, 2009.С. 97-105.

  • Калашников В.И. Через рациональную реологию в будущее бетонов. // Технология бетонов. 2007. №5. С.8-10; №6. С.8-11; 2008. №1. С. 22-26.

  • De Larrard, F. Sedran. Optimization of ultrahight-performance concrete by the use of a packing model. Cem Concrete Res. – Vol. 24 (6), 1994. – S. 997-1008.

  • Калашников В.И. Тонкодисперсные реологические матрицы и порошковые бетоны нового поколения. Сборник статей Международной научно-практической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика». Пенза. Приволжский дом знаний, 2007. С. 9-18.

  • Калашников С.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. на тему: Тонкозернистые реакционно-порошковые дисперсно-армированные бетоны с использованием горных пород. Пенза. 2006. С. 163.

  • (PDF) Version of the deformation theory of plastic ductility of concrete in a plane stress state

    Страница 2 из 12 11SATS419

    Издательство «Мир науки» \ Publishing company «World of science» http://izd-mn.com

    перемещения, шесть компонент деформаций и шесть компонент напряжений). Для того, чтобы

    система оказалась замкнутой, необходимо дополнить её шестью уравнениями. Такими

    уравнениями являются основные физические соотношения, которые связывают шесть

    компонент напряжений с шестью компонентами деформаций. Использование линейных

    зависимостей между напряжениями и деформациями вносит наибольшую погрешность в

    оценку напряжённо-деформированного состояния (НДС) конструкций, изготовленных из

    материалов, обладающих свойствами нелинейно деформируемых тел. В этой связи, чем

    правильнее отражают определяющие соотношения физический закон, по которому материал

    сопротивляется различным видам деформаций, тем меньшая погрешность будет допущена в

    оценке НДС конструкций. В статье предложен новый подход к построению основных

    физических соотношений, основанный на инвариантном решении задач механики

    деформируемого твердого тела для бетона, находящегося в плоском напряженном состоянии.

    Показано соответствие предлагаемых зависимостей реальному напряженному и

    деформируемому состоянию материала.

    Ключевые слова: бетон; железобетон; пластичность; деформационная теория;

    напряженное состояние

    Железобетон как один из основных материалов для широкого класса строительных

    конструкций гражданского, промышленного и транспортного назначения обладает рядом

    специфических свойств: физическая нелинейность, анизотропия, трещинообразование. Для

    изготовления железобетонных конструкций используются бетоны различных видов

    (высокопрочные, самоуплотняющиеся, порошково-активированные и т. д.), обладающие

    разнообразными физико-механическими свойствами [1–8]. Поведение железобетона в

    упругопластической стадии до его разрушения в большей степени характеризуется

    деформированием бетона. Именно гипотезы и предпосылки, заложенные в математическую

    модель бетона, определяют точность и надёжность результатов расчётов при использовании

    даже самых универсальных аппаратов механики деформируемого твёрдого тела.

    Физическая нелинейность бетона обусловлена пластическими деформациями, которые

    характерны для всех возможных видов напряжённого состояния.

    Для трёхосного напряжённого состояния система уравнений в механике

    деформируемого твёрдого тела включает две группы формул [9–11]. Первая группа три

    уравнения равновесия сил бесконечно малого объёма. Вторая группа из шести уравнений

    (уравнения Коши) отражает связь между перемещениями и деформациями в рассматриваемом

    объёме. Таким образом, эти группы объединяют девять уравнений, в которые входят 15

    неизвестных (три перемещения, шесть компонент деформаций и шесть компонент

    напряжений). Для того, чтобы система оказалась замкнутой, необходимо дополнить её шестью

    уравнениями. Такими уравнениями являются основные физические соотношения, которые

    связывают шесть компонент напряжений с шестью компонентами деформаций. Первые девять

    уравнений являются математически строгими [11]. Ошибка, вызванная их линеаризацией [11]

    возникает лишь при больших перемещениях, что не является характерным для большинства

    строительных конструкций.

    Использование линейных зависимостей между напряжениями и деформациями вносит

    наибольшую погрешность [11] в оценку напряжённо-деформированного состояния (НДС)

    конструкций, изготовленных из материалов, обладающих свойствами нелинейно

    деформируемых тел. В этой связи, чем правильнее отражают определяющие соотношения

    физический закон, по которому материал сопротивляется различным видам деформаций, тем

    меньшая погрешность будет допущена в оценке НДС конструкций.

    Страница не найдена

    Кажарский А.В., Кудрявцев С.А., Борисова А.С.

    ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»,
    Хабаровск, Россия

    Автор, ответственный за переписку: Борисова Анастасия Сергеевна, e-mail: [email protected]

    Аннотация. В статье затрагивается проблема оценка возможных причин деформаций подпорной габионной стенки, выполнение расчетов устойчивости подпорной стенки на период восстановительных работ, а также разработка проекта по стабилизации деформированного участка.

    Целью работы является оценка возможных причин деформаций подпорной габионной стенки за определенный промежуток времени, выполнение расчетов устойчивости подпорной стенки на период восстановительных работ, а также разработка проекта по восстановлению деформированного участка.

    На первом этапе работ выполнялась проверка устойчивости и надежности мероприятий временного ограждения насыпи на период демонтажа габионной подпорной стенки и строительства нового подпорного сооружения. На втором этапе работ был разработан проект подпорного сооружения на участке проведенного демонтажа. В качестве альтернативной конструкции габионной подпорной стенки была рассмотрена армогрунтовая конструкция из георешетки.

    Выполнен анализ возможных причин деформаций. Выполнен расчет устойчивости подпорной стенки до/после проведения мероприятий по укреплению склона. Расчеты армогрунтовой стенки из георешетки выполнялись в программном комплексе Midas GTS NX, который позволяет выполнять расчеты устойчивости, определение напряженно-деформированного состояния основания и конструкции, определение деформаций, усилий и т. д.

    Решение задачи определения устойчивости сооружения производилось методом снижения прочности. Поиск решения производится на основе последовательного снижения (увеличения) сдвиговых характеристик грунта (удельное сцепление и угол внутреннего трения). Выполнен расчет устойчивости и определение напряженно-деформированного состояния.

    Результаты проведенных исследований показали эффективность применения георешеток с обертыванием грунта в качестве мероприятия по укреплению склона. Условие обеспечения устойчивости подпорной стенки обеспечивается в случае выполнения рекомендаций по устройству подпорного сооружения.

    Ключевые слова: мерзлые грунты; насыпь; подпорная габионная стенка; деформации; деградация; проектирование; строительство

    Как работают крепежные детали, приводимые в действие газом и порошком

    Выбор правильной длины застежки

    Высококачественные крепежные детали обеспечивают стабильную и надежную работу в бетоне, блоке, кирпичной кладке и стали. Правильный выбор крепежа для работы обеспечит профессиональные результаты.

    A. Определите толщину прикрепляемого материала.

    B. Крепежный элемент должен быть достаточно длинным, чтобы он мог врезаться примерно на 1 дюйм в бетон, цементный блок или проникнуть в толщу стали.

    Указатель уровня мощности для нагрузок

    Все грузы имеют цветовую кодировку и пронумерованы. По мере увеличения числа увеличивается уровень мощности.

    Всегда начинайте с самой легкой нагрузки. Если застежка не полностью схватывается, используйте следующую более высокую нагрузку и повторите процесс.

    Крепление к бетону

    Когда крепеж входит в бетон, создаются экстремальные давления и тепло. Это создает сцепление, которое обеспечивает высокую прочность при нагрузке в бетоне и обеспечивает защиту инструмента.

    Крепление к стали

    Упругость стали обеспечивает зажимной эффект для застежки. Это в сочетании с огромным выделяемым теплом обеспечивает эффект сварки и зажима, обеспечивая максимальную удерживающую способность.

    Размещение и проходка креплений

    Ниже представлены минимальные требования к краям и интервалам, а также требования к толщине основного материала:

    Бетон

    1. Расстояние от края. Не крепите ближе, чем на 3 дюйма от края бетона.Если бетон треснет, крепеж может не удерживаться, и он может отрикошетить, что приведет к серьезным травмам или смерти оператора или посторонних лиц.
    2. Рекомендуемый минимальный интервал между крепежными деталями. Установка крепежных элементов слишком близко друг к другу может привести к растрескиванию бетона. Рекомендуемое МИНИМАЛЬНОЕ РАССТОЯНИЕ между креплениями составляет три (3) дюйма. Никогда не пытайтесь установить застежку слишком близко к другой ранее вставленной застежке, чтобы вторая застежка не рикошетила от ранее установленной.Рикошет может привести к серьезным травмам или смерти оператора или окружающих.
    3. Толщина бетона. Важно, чтобы толщина бетона была как минимум в три (3) раза больше, чем толщина проходки крепежа. Если бетон слишком тонкий, сжимающие силы, возникающие в точке крепления, могут привести к отрыву свободной поверхности бетона. Это создает опасные условия из-за разлетающегося бетона и / или крепежа, а также приводит к снижению удерживающей способности крепежа.
    Сталь
    1. Расстояние от края.Рекомендуемое краевое расстояние для крепления к краю стали составляет 1/2 дюйма. Никогда не стреляйте из инструмента в пределах 1/2 дюйма от края стального основного материала, потому что сталь может погнуться или сломаться, что приведет к рикошету крепежа, что приведет к серьезным травмам или смерти оператора или окружающих.
    2. Рекомендуемое минимальное расстояние между креплениями. Рекомендуемое минимальное расстояние между креплениями составляет 1 дюйм. Никогда не пытайтесь установить крепление слишком близко к другой ранее вставленной застежке, чтобы вторая застежка не рикошетила от ранее установленной застежки.Рикошет может привести к серьезным травмам или смерти оператора или окружающих.
    3. Толщина стали. Не закрепляйте в стальном основном материале, толщина которого меньше диаметра стержня крепежа. Удерживающая сила будет уменьшена, и крепежный элемент может быть перетянут, создавая опасную ситуацию для оператора или посторонних из-за свободно летящего крепежа.
    Как выбрать застежку с порошковым приводом

    Приводные штифты используются для непосредственного крепления объекта (постоянная установка).

    Шпильки с резьбой используются там, где необходимо снять закрепляемый объект или где требуется установка регулировочных шайб. Ниже показано, как определить длину хвостовика и резьбы. Требуемое проникновение определяется требуемой нагрузкой (показано в следующих примерах).

    Крепежные элементы Ramset могут быть указаны по их типу или каталожному номеру для удовлетворения требований к креплению.

    Как использовать пистолет для гвоздя по бетону

    Любое количество проектов реконструкции дома может потребовать прикрепления деревянных элементов каркаса к бетонным или каменным поверхностям.Например, если вы строите новую перегородку в подвале или на бетонной плите, вам необходимо прикрепить опорную плиту к бетонному полу. Это может быть утомительным процессом, если вы забиваете гвозди вручную и просверливаете пилотные отверстия перфоратором и сверлом для кирпичной кладки. Но задача становится значительно проще, если вы используете порошковый пистолет для гвоздей по бетону.

    Если вам нужно забить более пары бетонных гвоздей или если вам просто нравится пользоваться гаджетами, предназначенными для специальных задач, вам следует купить или одолжить пистолет для гвоздей, разработанный для бетона.Официально известный как гвоздезабиватель с пороховым приводом , этот инструмент имеет разные названия, включая гвоздезабиватель , .22 гвоздезабиватель , силовой гвоздезабиватель или под торговой маркой Ramset.

    Пистолет для гвоздей по бетону — чрезвычайно простой инструмент, состоящий из полого металлического ствола и бойка. Настоящий порох из модифицированной гильзы калибра .22 забивает специально разработанные гвозди сквозь дерево и в кладку. Либо ударом молотка, либо нажатием на спусковой крючок ударник попадает в заднюю часть снаряда, вызывая управляемый взрыв, надежно удерживаемый внутри орудия.Газ от детонации выходит через ствол и забивает забитый там гвоздь.

    Есть несколько производителей этого инструмента, в том числе Ramset, Dewalt и Hilti. Некоторые стили работают, ударяя молотком по концу инструмента, который вызывает пороховой заряд; у других есть спусковой крючок, который нажимают для выстрела патрона.

    Домовладельцу, работающему самостоятельно, вам может понадобиться этот инструмент для:

    • Отделка подвала, когда вы хотите прикрепить опорные плиты к бетонному полу для создания стен. раствор между кирпичами для крепления полок

    Меры безопасности

    Хотя у вас больше шансов получить травму на лестнице или поражением электрическим током, любой инструмент, в котором используется порох, требует внимания.

    • Всегда загружайте сначала гвоздь, а затем картридж. Если вы загрузили картридж перед тем, как вставить гвоздь, есть вероятность, что заряд может случайно взорваться и выстрелить в вас гвоздем.
    • Обращайтесь с пистолетом для гвоздей, как с любым другим пистолетом, и держите ствол подальше от вас и других людей. Пистолет спроектирован таким образом, что стреляет только тогда, когда наконечник прижимается к рабочей поверхности, но, как известно, случаются несчастные случаи.
    • При использовании гвоздезабивателя ударного типа помните, что для забивания ударника требуется значительное усилие от молотка.Если вы не можете обеспечить такую ​​силу одним решающим ударом, лучшим выбором может стать триггер.
    • Профессиональные инструменты, такие как Ramset XT540, используют полосу пороха на 10 выстрелов, которая автоматически продвигается после каждого выстрела. Если вы работаете самостоятельно в ограниченном масштабе, может быть лучше выбрать инструмент, в который каждый выстрел загружается индивидуально.
    • Держите пистолет для ногтей перпендикулярно обрабатываемому материалу и ни в коем случае не под малейшим углом.
    • Управление по охране труда и здоровья (OSHA) сообщает, что большинство повреждений гвоздодером, вызванных порохом, происходит, когда часть тела помещается перед стволом.Второй наиболее распространенный тип травм — это удар от отдачи или осколков снаряда. Обязательно всегда используйте защитные очки.
    • Вам потребуются средства защиты органов слуха, поскольку пистолет для ногтей производит очень громкий удар, который может повредить ваши уши.
    • OSHA требует, чтобы сотрудники, использующие пистолет для гвоздей по бетону, прошли тест и получили лицензию на использование этого инструмента. Однако, как домовладельцу, вам не нужно иметь лицензию. Однако вам следует внимательно прочитать инструкции производителя и точно им следовать.И рекомендации OSHA предлагают хорошую информацию для домашних мастеров, использующих этот инструмент

    Использование пистолета для гвоздя по бетону

    В отличие от случая, когда вы вручную забиваете гвозди в бетон, пистолет для гвоздей не требует сверления пилотного отверстия. На самом деле стрелять в пилотную скважину небезопасно.

    Новичкам может быть сложно заставить гвозди проникнуть на нужную глубину. Либо бетон слишком твердый, и гвоздь врезается в материал лишь частично, либо кладка и заготовка слишком мягкие, и гвоздь проникает сквозь древесину.Помните, что глубина гвоздя будет контролироваться несколькими переменными: длиной гвоздя, толщиной древесины, твердостью поверхности кладки и размером пороховой нагрузки.

    Производители предлагают несколько различных загрузок порошка для удовлетворения различных потребностей. Ramset имеет простой набор руководств с цветовой кодировкой, в которых указывается, какой заряд использовать в зависимости от длины гвоздя и рабочего материала. Один производитель пороховой загрузки предлагает шесть различных пороховых загрузок — серого, коричневого, зеленого, желтого, красного и фиолетового — в порядке увеличения мощности.

    Хотя этот метод не идеален, вы можете приблизительно оценить необходимое проникновение с помощью этого теста: ударьте гвоздем по бетонной или кирпичной поверхности, затем осмотрите острие гвоздя. Если острие ногтя сплющивается, материал достаточно твердый и потребует более мощного заряда. Если он легко проникает, кладка мягкая и требует менее мощного заряда. Заливка бетона, как правило, довольно твердая, для того чтобы забить гвоздь, требуется мощный заряд, тогда как шлакобетон или другие формы кирпича относительно мягкие.

    Полуавтоматический инструмент с порошковым приводом

    | JLC Онлайн

    Технические характеристики и комментарии тестера

    Мой дед давным-давно меня научил: хороший инструмент окупится во много раз. Хотя это верно почти для всех инструментов, которыми я владею, это касается и инструментов с порошковым приводом, или PAT, как их называют.

    Мы используем PATs для крепления металлических направляющих к бетонным настилам для внутреннего стального каркаса, укладки фанеры на бетон в качестве основы для деревянных полов, а также для крепления 1-х и 2-х сторонних пиломатериалов к бетону и каменной кладке.Мы также используем их в некоторых случаях для соединения стали со сталью. Вы думаете, что ваш сайт с фреймами становится громким? Эти орудия стреляют зарядами взрывчатого вещества 27-го калибра для забивания их креплений.

    Критерии испытаний

    Мои мастера и я испытали пять ленточных инструментов, соединяющих дерево и сталь с бетоном и скрепляющих сталь со сталью. Три из них, Powers P3500, Simpson PTP-27AL и Remington 493 PowerPro, продаются как специализированные полуавтоматические инструменты. Полуавтоматический означает, что вы загружаете полосу из 10 разобранных бустеров (выстрелов), но загружаете гвозди (булавки) по отдельности.Два из них, Hilti DX460 MX и Ramset RT400M, продаются как полуавтоматические инструменты, но их можно модернизировать до полностью автоматических, что означает, что бустеры и штифты сопоставляются.

    В течение 12-недельного периода испытаний мы проверяли производительность и надежность этих инструментов. Мы также внимательно рассмотрели мощность, отдачу, шум и эргономику. Затем мы изучили функции, которые делают PAT проще, быстрее или лучше в использовании. Наконец, поскольку мы носим с собой так много бустеров и булавок (вместе с защитой для глаз и ушей), мы также оценили их коробки для инструментов и принадлежностей.

    Мощность, отдача, шум и эргономика

    Фото: Дэвид Шарп
    Hilti и Ramset — единственные инструменты в группе, которые можно преобразовать из однополюсного наконечника в магазинный инструмент, что действительно ускоряет производство.

    Мощность. Каждый инструмент вонзил каждую крепежную деталь во все материалы, которые мы бросали в них: дерево к бетону, стальные пути к бетону, сталь к бетону и сталь к стали. В целом, я думаю, что каждый инструмент обеспечивает достаточно мощности для всего, что вы найдете на сайте.Однако возникают различия в том, как инструменты справляются со вторичной энергией — отдачей и шумом — от взрывов в камере выстрела и удара приводного поршня о шляпку гвоздя.

    Отдача. Если вы когда-либо стреляли из пистолета или винтовки или изучали основы физики, вы знаете, что такое отдача, и что сэр Исаак Ньютон был прав: каждое действие имеет равную и противоположную реакцию. Эти инструменты фактически реагируют на две силы: энергию взрыва от разряженного картриджа и энергию удара от поршня, забивающего гвоздь, которые вызывают отдачу инструмента в противоположном направлении, в котором движется гвоздь.Чтобы справиться с этими силами, конструкторы инструментов в каждой компании создали мягкую рукоятку, которая помогает поглощать некоторую отдачу, но на этом сходство заканчивается.

    Инструмент

    Hilti лучше всего справляется с отдачей, распределяя энергию взрыва и удара с помощью возвратной пружины внутри инструмента и более легкого поршня. Эти две функции действительно помогают уменьшить отдачу, которую ощущает ваша рука. Инструмент Симпсона также хорошо справляется с отдачей. Однако компромисс для поглощения отдачи на обоих инструментах заключается в том, что они немного больше и тяжелее, чем другие, но после пары тысяч выстрелов ваша рука будет вам благодарна.

    У Powers, Ramset и Remington гораздо более заметная отдача.

    Баланс и чувство. Уравновешенность и чувствительность тесно связаны с отдачей.

    Если вы выкачиваете тысячу штифтов в час или просто выполняете разовую работу, продуманная рукоятка Hilti и более крупный, но хорошо сбалансированный инструмент делают его наиболее удобным инструментом в целом. Мне также нравится инструмент Simpson для этих приложений. Он немного компактнее, чем Hilti, и хорошо справляется с отдачей.

    Мне нравятся инструменты Powers, Ramset и Remington за их компактность и то, как они ощущаются в моей руке. Они особенно хороши для одноразовых снимков, особенно в неудобных местах, таких как стрельба по гусенице в углу или установка электрической распределительной коробки. Они легкие и удобные в обращении, маневрировании и активации. Однако, поскольку отдача в этих трех инструментах более выражена, их тонкая и простая в использовании конструкция становится неудобной для высокопроизводительных приложений.

    Шум. Уровни шума и управление отдачей идут рука об руку. Два инструмента, которые лучше всего справлялись с отдачей — Hilti и Simpson — также были намного тише. Это имеет огромное значение при работе в ограниченном пространстве или рядом с большим количеством людей.

    Подробнее о Hilti

    Найдите продукты, контактную информацию и статьи о Hilti

    Известный пороховой гвоздь | Шон Эллертон | Коллекция Ironkeel

    Шон Эллертон, 25 ноября 2017 г.
    Пистолет для гвоздя с пороховым приводом, возможно, является одним из самых опасных и часто используемых конструкторов.Вот небольшая история из моего личного опыта работы с этим инструментом.

    Я хотел бы рассказать вам свою историю, относящуюся конкретно к гвоздику Ramset J20 с пороховым приводом, модель, которая сейчас снята с производства, в мои поздние подростковые годы примерно с середины до конца 80-х. Для тех, кто знаком с гвоздями, они являются незаменимым инструментом, когда дело доходит до быстрого забивания гвоздей через дерево в бетон или даже металл. В подростковом возрасте, в начале двадцатых годов я накопил значительный опыт в строительстве и строительстве железных дорог благодаря нашему тогдашнему семейному бизнесу по владению и эксплуатации железной дороги Фэрборн в Уэльсе, узкоколейной железной дороги для туристов, проходящей через город. сердце прекрасного национального парка Сноудония в Уэльсе.

    Наша семья купила железную дорогу в 1983 году и, более или менее, сняла все старые постройки и полностью перестроила на новые. Мы также увеличили длину 3 мили с 15 до 12 дюймов, что само по себе является грандиозной задачей.

    Мой отец, очень способный практический человек, верил в искусство конструирования кустов , термин, который он придумал для создания вещей очень быстро, часто подразумевая маскировку и повторное использование старых функций. Например, мы построили жилые помещения для железнодорожных волонтеров, переоборудовав жилой вагон и добавив пристройку, обшив снаружи деревянными досками и украсив их традиционной железной крышей из гофрированного картона в стиле железных дорог.Еще один замечательный пример — когда мы превратили старый поплавок для молока с батарейным питанием в маневровую машину с батарейным питанием. Это было достигнуто не более чем за 3 дня — удивительно короткий промежуток времени. У моего отца никогда не было достаточно быстрых сроков постройки. Это также относилось к большому количеству железнодорожных зданий, которые мы возводили на бетонных плитах. Традиционный деревянный каркас собирали вместе на земле, а затем поднимали на место и закрепляли в бетонной плите.

    Сделайте это австралийским гвоздезабивным пистолетом Ramset J20 с пороховым приводом, который поможет вам сэкономить время.Грозного вида устройство, почти напоминающее по виду обрез. Для такого устройства в Великобритании требовалась лицензия на огнестрельное оружие; тем не менее, согласно некоторому особому постановлению Закона о железных дорогах, от операторов не требовалось иметь лицензию при работе на железных дорогах, подпадающих под действие Закона. Ramset J20 прибыл к нашему порогу в большом массивном оранжевом конструкционном корпусе с рядом основных компонентов, включая набор гвоздей (с наконечниками из ярких конических оранжевых пластиковых колпачков) и несколько капсул в форме пули. имеют цветовую маркировку в зависимости от уровня заряда.

    Все шло следующим образом: от самого слабого к самому сильному;

    · Зеленый — (на фото ниже) довольно ручной, хорош для забивания двух брусков, не особенно громкий;

    · Желтый — определенно более прочный, хорош для забивания древесины в бетон, используется наиболее часто из всех диапазонов, становится немного громким при выстреле;

    · Красный — похоже на стрельбу из довольно мощного пистолета, наушники, безусловно, необходимы, особенно в ограниченном пространстве, могут проходить как через полосы довольно толстого металла, так и через бетон;

    · Белый — устрашающе мощный со способностью без особого труда проходить сквозь толстый металл, очень громко, редко используется, так как в большинстве случаев гвоздь просто проходит сквозь материал и выходит с другой стороны.

    Для работы с пистолетом требовался некоторый опыт. Вам не только нужно было выбрать правильную силу заряда, но и у вас была возможность точно регулировать силу, насколько глубоко вы вставляете гвоздь в ствол. После фиксации на месте вы сильно прижимаете переднюю пластину пистолета к материалу, по которому стреляете, а затем нажимаете на спусковой крючок. Передняя пластина должна быть полностью нажата, чтобы предохранитель сработал. Если заряд недостаточно мощный, гвоздь не будет проходить через материал в достаточной степени, что означает затруднения при удалении гвоздя из материала.Если заряд слишком мощный, гвоздь проходит прямо; надеюсь, что с другой стороны никого нет!

    Мы преимущественно использовали ружье для крепления деревянных рам к бетонным плитам, и действительно, ружье показало себя очень хорошо и сэкономило много времени. Мы знали, какой заряд использовать и как далеко вставить гвоздь в пистолет. На фотографии ниже показан типичный пример, в котором мы использовали пистолет для прикрепления деревянного каркаса к бетонной плите. Это должен был быть недавно построенный железнодорожный музей на вокзале Фэрборна.

    Реконструкция железной дороги в Фэрборне в 1985 году

    Проблема возникла, когда мы начали слишком самоуверенно обращаться с оружием, а затем начали использовать его для других деталей работы. Например, я помню, как с помощью пистолета прикреплял тяжелые полосы из углового железа к бетонной стене, чтобы создать стойку для удерживания металлических и деревянных стержней. Ясно, что желтых зарядов было недостаточно, поэтому я перешел к красным. Даже тогда красных зарядов было недостаточно, и я нерешительно перешел к ужасным белым зарядам.Гвоздь с легкостью вошел в бетон тяжелым угловым железом с громадным треском, за которым последовало облако сладко пахнущего пороха. Я приступил к комплектации стойки; однако при одном из разрядов гвоздь совершил полный разворот на полпути сквозь металл и почти вошел прямо в меня. Ясно, что это инструмент, с которым нельзя шутить.

    В другом случае мой отец использовал этот инструмент для обработки детали, которая действительно должна была включать сверло, болт и гайку, а не гвоздь.Эта деталь работы заключалась в том, чтобы закрепить две части уголка на стропильном каркасе потолка мастерской. Затем мой отец решил соединить два угла вместе, балансируя на стремянке. Он направил гвоздь вниз на уровне груди против двух углов, а затем нажал на спусковой крючок, используя красный заряд. Помимо громкого удара, в течение следующих 10 секунд ничего не происходило, пока я не заметил струю крови, текущую на бетонный пол мастерской. Я поднял глаза и заметил, что кровь сочилась из его левого виска, и мне пришлось быстро помочь ему спуститься со стремянки, так как он, как известно, теряет сознание при виде собственной крови.Так получилось, что гвоздь прошел прямо сквозь металл, продолжил свой путь к бетонному полу, а затем отскочил назад и попал ему в висок. Все произошло очень быстро.

    К сожалению, ружья и все, что может быть использовано в качестве огнестрельного оружия, обычно вызывает особый интерес у большей части мужского населения. Мы все были виноваты в том, что видели, на что способен этот гвоздь, и начали с ним «забавные» эксперименты. Типичный эксперимент заключался в прижатии гвоздя к боковой стенке кабины-переносной кабины и проверке, выйдет ли он через другую сторону.Естественно, что был использован самый мощный заряд, белый, и мы прошли эксперимент. Конечно же, все прошло нормально. Он проделал чистую дыру в первой стене, прошел сквозь брезентовый чемодан, который находился внутри портовой кабины, а затем вылетел через вторую стену вбок , пройдя еще пару сотен метров, пока не ударился о стенку соседнего дома. К счастью, на его пути никого не было!

    Лучшая история, связанная с использованием этого пистолета, состоит в следующем.

    Ранним вечером мы использовали гвоздь, чтобы прикрепить новый деревянный каркас к бетонной плите. Стив, один из сотрудников, поставил левую ногу на гравий, упираясь в бетонную плиту пола, в то время как другая нога опиралась на бетонную плиту. Это означало, что его левая ступня находилась ниже, чем верх бетонной плиты.

    Стив направил пистолет вниз, чтобы прикрепить брус 2×4 к бетонной плите, а затем нажал на спусковой крючок. Не прошло и нескольких секунд, как Стив свернулся калачиком на земле, держась за ногу в отчаянии, сказав в этих самых словах моему отцу: «Джон! Кажется, я только что прострелил себе ногу! ».Мы все думали, что он дергает нас за ногу, пока не увидели гвоздь, аккуратно торчащий наполовину в его ботинке. Так или иначе, гвоздь должен был пройти сквозь бетон и выйти прямо через край плиты на ногу Стива. Увидев, что это действительно несчастный случай, мы вызвали скорую помощь. К сожалению, ближайшая скорая помощь находилась в 13 милях от нас, в маленьком городке Долгеллау, поэтому нам пришлось сделать все возможное, чтобы Стив был максимально комфортным, хотя он был частично распят гвоздем Рамсета.В конце концов приехала скорая помощь, и мы все погрузились в нее: Стив на кровати, мой отец, я и еще несколько человек. К сожалению, по той или иной причине больница в Долгеллау не смогла принять экстренную помощь, и нам пришлось преодолеть 30 с лишним миль по холмистой местности до более крупного города Аберистуит. Итак, мы ехали на заднем сиденье машины «скорой помощи», каждый из нас по очереди принимал веселящий газ и, как правило, развлекался. Было уже около полуночи, когда мы вошли в больницу в Аберистуите, и Стив был госпитализирован в неотложную помощь.Все мы, включая водителя скорой помощи, очень проголодались и начали искать пропитание. Сейчас я не уверен, но в конце 80-х искать еду в Аберистуите около полуночи было в лучшем случае проблемой. В конце концов мы наткнулись на китайскую еду на вынос и отнесли ее обратно в больницу. Еда была довольно простой, в основном состоящей из слишком сырой лапши, тягучих кусочков непонятного мяса и слизистых глютеновых овощей. Два часа спустя, когда гвоздь был извлечен из ступни Стива, его ступня была перевязана, и мы на другой машине скорой помощи (с более интересными дозами веселящего газа) вернулись в Фэрборн.

    Удивительно, но я нашел фото до и после (на фото ниже), первое показывает ту самую плиту, на которой Стив попал в аварию, а второе — после завершения работ.

    Бетонная плита, на которой произошла авария с пистолетом для гвоздя. После постройки пристройки

    С этого момента мы решили, что нам лучше начать гораздо более ответственно относиться к этому инструменту, чтобы предотвратить возможность более серьезной или смертельной аварии. Мы также обратили внимание на то, что этот инструмент требует регулярного обслуживания для обеспечения его «безопасности», что мы делаем редко, если вообще когда-либо.Мы держали пистолет под замком, и тогда его использовали только в случае крайней необходимости, что происходило редко, учитывая, что всегда есть альтернатива использованию гвоздя с пороховым приводом.

    Прошло уже довольно много времени с конца 80-х, а я не успеваю за последними вариантами гвоздей; однако я уверен, что сегодняшние строгие правила техники безопасности и охраны труда могут многое сказать об этом, несомненно, очень опасном инструменте.

    »Советы по безопасному использованию порошкового инструмента

    Как может обеспечить безопасность рабочих, использующих PAT, ?

    ПАТ

    потенциально опасны из-за небольших контролируемых взрывов пороха.

    Сотрудники должны быть обучены и сертифицированы для правильного использования инструмента с порошковым приводом. После успешного обучения сотрудник может получить операторское разрешение. Несертифицированные сотрудники не могут использовать инструмент ни при каких обстоятельствах.

    Чтобы стать оператором, необходимо пройти обучение у квалифицированного инструктора или в Институте производителей порошковых инструментов (PATMI). PATMI состоит из производителей инструментов, которые способствуют безопасному использованию. Они предлагают онлайн-обучение на своем веб-сайте.Сотрудники, использующие порошковые инструменты, должны всегда иметь при себе удостоверение личности.

    Как я могу убедиться, что использую их безопасно?

    • Никогда не храните силовые нагрузки разного уровня в одном контейнере.
    • Никогда не используйте силовую нагрузку, превышающую номинальную мощность конкретного инструмента. (Нагрузки классифицируются по цвету.)
    • Всегда проверяйте инструмент перед использованием, а также проводите тщательный осмотр в соответствии с рекомендациями производителя.Любой инструмент, который выглядит поврежденным или неработоспособным, следует пометить и вывести из эксплуатации.
    • Храните силовые нагрузки надлежащим образом и вдали от потенциальных опасностей, включая, но не ограничиваясь: оборудование, работающее от силовых нагрузок, материалы, падающие на силовые нагрузки, и сотрудники, использующие инструменты / боеприпасы без надлежащей сертификации.
    • Никогда не используйте порошковый инструмент в легковоспламеняющейся атмосфере.
    • Разместите указатели вокруг зоны, где используются PAT, чтобы информировать сотрудников о потенциальных опасностях.
    • Храните PAT в запираемых контейнерах, когда они не используются. Все инструменты и контейнеры для инструментов должны включать следующее:
    • Инструкция по эксплуатации и сервисному обслуживанию.
    • Таблица силовых нагрузок и крепежа.
    • Проверка инструмента и запись об обслуживании.
    • Сервисные инструменты и принадлежности.

    Крепежные детали с порошковым приводом | Крепежные детали Plus

    Крепежные детали

    с порошковым приводом используются для создания прочных соединений между приспособлениями и бетоном или сталью.Крепежные элементы с порошковым приводом, также известные как прямое крепление, устанавливаются с помощью специального типа пистолета для гвоздей, называемого инструментом с порошковым приводом. Крепеж быстро и точно вбивается в материал, что делает их идеальными для крупных строительных проектов. Порошковые инструменты приводятся в действие небольшими патронами, которые при срабатывании триггера создают заряд взрывчатого вещества, который выталкивает крепежный элемент из инструмента в закрепляемые материалы поверхности.

    Доступный в различных стилях для использования во многих различных строительных приложениях, порошковые крепежные элементы представляют собой эффективный и надежный метод установки в сталь и бетон.

    PDPAWL Приводные штифты с порошковым приводом с шайбами ​​ предварительно собраны с 1-дюймовой шайбой, которая обеспечивает дополнительную опорную поверхность для повышения сопротивления нагружению.

    Приводные пальцы PDPA с порошковым приводом состоят из крепежа с головкой диаметром 0,300 дюйма и хвостовиком диаметром 0,157 дюйма. Они быстро устанавливаются для максимальной производительности на стройплощадке.

    PDPAT Штифты с цилиндрической головкой с порошковым приводом имеют стальной цилиндрический узел, который позволяет ускорить загрузку и упростить центрирование штифта в головке крепежного инструмента.

    Потолочные зажимы с порошковым приводом PCLDPA предназначены для крепления потолочных проводов к бетону и состоят из штифта PDPA из закаленной стали, прикрепленного к уголку зажима 90 °.

    Компактные потолочные зажимы PECLIDPA с порошковым приводом имеют угол зажима 120 ° для использования при креплении потолочных проводов к бетону.

    PTRHA Подвески для резьбовых стержней с порошковым приводом представляют собой узел с порошковым приводом, предназначенный для крепления резьбовых стержней 1/4 «-20 или 3/8» -16 к бетону.

    Порошковые шпильки с резьбой PSLV3 имеют шпильку с резьбой 1 1/4 дюйма 3/8 дюйма и диаметром стержня 0,205 дюйма и идеально подходят для крепления компонентов и приспособлений к бетону.

    Порошковые штифты PINWP с шайбой разработаны для крупномасштабных применений для крепления жестких изоляционных плит к строительным конструкциям. Они оснащены предварительно смонтированной плоской пластиковой шайбой и подходят для крепления как в бетон, так и в сталь.

    PHBC / PBXDP Зажимы для дорожных корзин с порошковым приводом оба состоят из застежки-цилиндра, прикрепленной к зажиму корзины или стяжке кабеля.Узлы PHBC предназначены для защиты корзин на шоссе при строительстве дорог, а PBXDP используется для защиты электрических кабелей BX.

    Зажимы для кабелепровода с порошковым приводом PCC представляют собой оцинкованные узлы, предназначенные для крепления кабелепровода к строительным конструкциям.

    Штифты PKP для формования бетона специально разработаны для легкого удаления 2х бетонных опалубочных плит.

    У нас также есть большой выбор доступных газовых крепежных изделий, а также инструментов с газовым и порошковым приводом и нагрузок PAT.

    Если вы не знаете, какие застежки с порошковым приводом подходят для ваших задач, свяжитесь с нашими экспертами по продукции по телефону 888-794-1590 . Наша опытная команда будет работать с вами, чтобы найти подходящий крепеж для вашего проекта. У нас тоже есть специальные заказы!

    DEWALT представляет полностью автоматический порошковый инструмент

    DEWALT представляет полностью автоматический порошковый инструмент

    19 января 2019 г. 16 февраля 2019 г.) — DEWALT объявляет о выпуске новой полностью автоматической коробки передач.Порошковый инструмент 27 калибра (DFD270). Выпуск нового инструмента с порошковым приводом поддерживается совместимой линейкой недавно разработанных и прошедших независимые испытания крепежных элементов CSI (бетон, сталь и двутавровая балка). Эта комбинация инструмента и крепежа представляет собой низкоскоростную систему прямого крепления DEWALT премиум-класса, предназначенную для использования в конструкциях стали и бетона. Инструмент с порошковым приводом приводится в действие стандартной предохранительной лентой калибра .27 и совместим с существующим порошком DEWALT. — Фиксированные застежки.Заворачивая как 8-миллиметровые, так и .300-дюймовые крепежные детали с головкой длиной от 1/2 до 2-7 / 8 дюймов, а также шпильки с резьбой 1/4 дюйма, инструмент имеет автоматический возврат поршня и индексацию нагрузки между креплениями, что делает его идеальным для коммерческих приложений большой емкости.

    С добавлением магазина для аксессуаров (DFD2703 продается отдельно) инструмент также может закреплять штифты в разобранном виде. Порошковый инструмент доступен в двух конфигурациях: комплект для одиночного выстрела (DFD270SK) и комплект для магазина и одиночного выстрела (DFD270MK).Оба набора включают в себя защиту от сколов и набор для очистки и помещены в прочную коробку для набора. Головки Single Shot и Magazine можно поворачивать и менять местами без использования инструментов. Помимо сменных насадок, инструмент также включает в себя несколько других функций, обеспечивающих универсальность и простоту использования, в том числе шкалу мощности, которая позволяет пользователям дополнительно регулировать уровень мощности инструмента в пределах цвета нагрузки 0,27 калибра. Кроме того, он разбирается без инструментов для облегчения очистки и обслуживания на месте. Инструмент оснащен встроенным универсальным крючком и резиновой накладкой.

    Инструмент с порошковым приводом будет дополнен новой линейкой штифтов CSI новой конструкции от DEWALT. Этот диапазон включает одиночные и упорядоченные штифты диаметром от 0,145 до 0,157 дюйма и длиной от 1/2 до 2-7 / 8 дюймов. Кроме того, будет доступен ряд аксессуаров (продающихся отдельно), которые позволят инструменту работать в различных приложениях и сферах деятельности. В дополнение к их наличию в комплектации, обе носовые части (Single Shot и Magazine) также будут доступны как отдельные аксессуары.Также будут предложены два сменных поршня привода (для штифтов с головкой 8 мм и 0,300 дюйма). Набор для чистки, входящий в комплект порохового инструмента, также будет доступен в качестве аксессуара.

    Полностью автоматический пороховой инструмент калибра 0,27 и новый ассортимент штифтов CSI дополняют растущую систему прямого крепления от DEWALT. Доступный летом 2019 года везде, где продается продукция DEWALT, порошковый инструмент будет стандартно поставляться с трехлетней ограниченной гарантией, двухлетним контрактом на бесплатное обслуживание и 90-дневной гарантией возврата денег.

    9034 9034 9034 DFD2705 — Поршень привода (куполообразный) для штифтов с головкой 8 мм
    SKU MSRP
    DFD270SK — .27 Cal, автоматический PAT (комплект для одиночного выстрела) ) $ 849
    DFD2702 — Носовая насадка Single Shot $ 139
    DFD2703 — Набор для чистки носика магазина
    $ 75
    DFD2701 — Поршень привода (плоский) для.

    Related Posts

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.