Преимущества применения структуро-бетона в строительстве промышленных объектов

Технологии нановоздействия на структуру бетона позволили изготавливать бетон с определенными химическими и техническими свойствами.

Основные преимущества применения легкого нано- структурированного бетона в строительстве сооружений

Повышаются несущие способности отдельных конструкций, вследствие чего уменьшаются объемы укладки бетона .
Уменьшается нагрузка на грунт от сооружения в целом.
Не менее, чем на 30% удешевляются и ускоряются работы по строительству высотных монолитных железобетонных конструкций.
Повышается пожарная безопасность зданий и сооружений.
Снижается класс несущих способностей в районах высокой сейсмической активности.

Нано-бетон - это не определенный бетон, а обозначение, присвоенное бетону, который каким-то образом связан с наноматериалами или нанотехнологиями. Синергические эффекты использования нанотехнологических инструментов позволили создать , в том числе, качественные легкие бетоны с высокими параметрами, применение которых предоставляет возможность уже в настоящее время изменить подходы к строительству различных объектов, в том числе транспортных (автодорожные мосты), высотных сооружений (высотные здания , бетонные градирни) и сейсмоустойчивых сооружений, обеспечивая при этом значительный экономический эффект.

Нано-структурирование цементных бетонов

Нано-структурированные цементные бетоны представляют собой величайшее открытие, позволившее резко изменить и эффективно развивать техносферу обитания человечества. Бетонам можно дать определение как многокомпонентным стройматериалам на основе минеральных вяжущих, свойства которых определяются размерностью компонентов, взаимодействующих в бетоне. При этом одним из самых существенных факторов, определяющих свойственные бетонам показатели, является учет особенностей взаимодействия компонентов на межфазных границах в бетонах. В целом можно утверждать, что технология любого бетона в силу дисперсности компонентов , особенно цемента, - пример издавна существовавшей нанотехнологии.

Для цементных бетонов открываются возможности направленного формирования свойств неорганических композитов за счет использования различных наноматериалов самой разной стоимости и различных нанотехнологических методов - сочетания наноразмерных фракций основных компонентов , введения инициаторов кристаллизации, применения наноразмерных регуляторов тиксотропности гетерогенных смесей для повышения дальности перекачки бетонных смесей с применением дизельных трехцилиндровых автобетононасосов , применения фотодинамической самостерилизации и транспортировки на дальние расстояния в миксере и т.д. Следует обратить внимание на то, что именно интерес к нанотехнологиям побудил объединить и сфокусировать взгляды физиков и материаловедов на комплексе новых инструментов, которые могут и уже смогли направленно влиять на характеристики цементных бетонов.

Доля качественных бетонов в мировой строительной индустрии стремительно возрастает и сопровождает развитие архитектурных форм и новых видов сооружений. И, как всегда , в строительной отрасли сосуществуют две идеи: с одной стороны - стремление снизить стоимость бетонов за куб и, соответственно, серийного производства сооружений, в том числе за счет оптимизации издержек при производстве материалов, с другой стороны - желание разрешить и технические, и экономические задачи при проектировании и возведении уникальных сооружений, или сооружений новых видов, при этом более завышенная ценовая характеристика куба структурированных бетонов с исключительными комплексами свойств не смущает, если эти материалы открывают возможности для более эффективных проектных решений.

Это относится к новому направлению, формирующемуся в последнее десятилетие - к нанотехнологиям в материаловедении. За последние три-пять лет число публикаций по данному направлению в научной литературе возросло и возрастает многократно. Исследованиями занимаются ведущие научные центры Москвы, Петербурга, Киева и других крупнейших городов. Однако следует заметить, что до настоящего времени среди публикаций доминируют описания локальных исследований, касающихся частных технических решений. Одна из первых попыток обобщить опубликованные результаты работ была сделана Константином Соболевым на основе опыта Американского Института Цемента. Однако материала для полновесного анализа было недостаточно. Следующая попытка основана на опыте НТЦ Прикладных Нанотехнологий, начавшего исследовательские работы в указанной области в 1998 году и получившего первый в мире патент на изобретение, связанный с заливкой бетоном, в состав которого введены синтетические материалы фуллероидного типа.

Перспективы нано-структурированного бетона в строительстве сооружений

Доступный набор средств формирования свойств высококачественных бетонов с использованием наноматериалов и соответствующих технологий открывает систему новых возможностей для перехода строительного материаловедения на принципы создания материалов с заданными свойствами в диапазоне очень высоких значений их параметров несмотря на существенную стоимость куба структурированных бетонов, а это даст возможность в самое ближайшее время расширить возможности проектировщиков в принятии изящных и экономически оправданных конструкторско-технологических решений при проектировании зданий новых типов, в первую очередь, высотных, а также для заливки структуро-бетонами монолитных зданий в регионах повышенной сейсмической опасности: при осуществлении доставки структурированного бетона в АБС-миксерах обеспечивается требуемая вязкость бетонов. В этом отношении миксеры бетонов и автобетононасосы вне всякого сомнения незаменимы для качественного бетонирования. Практический опыт по применению структуро-бетонов в мостостроении, а также в строительстве модульных транспортируемых сооружений, дает основания для оптимистического прогноза широкого промышленного применения нанотехнологических подходов и уже синтезированных инновационных материалов в самых разных сферах строительной индустрии. При этом имеет место высокая эффективность одновременного применения сразу нескольких методов.