Перспективы использования нано-бетонов в строительстве зданий промышленного назначения
Технологии воздействия на структуру бетона на нано-уровне позволяют изготавливать бетоны с предопределенными техническими показателями.
Основные преимущества применения легкого наноструктурированных бетонов в строительстве
Повышаются несущие способности отдельных конструкций, вследствие чего уменьшаются сечения стальных армирующих элементов не менее, чем на 30%.
Уменьшается нагрузка на грунт от сооружения в целом.
Не менее, чем на 30% удешевляются и ускоряются работы по строительству высотных монолитных железобетонных конструкций.
Снижаются затраты на элементы опалубки и увеличивается эксплуатационный ресурс.
Повышаются надежность и безопасность сейсмостойкого строительства в целом.
Нанобетоны- это не определенный бетон, а обозначение, присвоенное бетону, который каким-то образом связан с нанотехнологиями. Синергические эффекты одновременного использования новых технологических инструментов позволили создать качественные легкие бетоны с высокими параметрами, применение которых дает возможность в настоящее время изменить подходы к строительству объектов, в том числе транспортных (автодорожные мосты), высотных сооружений (высотные здания ) и сейсмоустойчивых сооружений, обеспечивая экономический эффект.
Структурирование цементно-песчаных бетонов
Наноструктурированные цементные бетоны представляют собой величайшее открытие, позволившее резко изменить и развивать сферу обитания человечества. Бетонам можно дать определение как компонентным композиционным стройматериалам на основе минеральных вяжущих, свойства которых определяются размерностью и характером компонентов, взаимодействующих в бетоне. При этом одним из самых существенных факторов, определяющих свойственные бетонам показатели, является учет особенностей взаимодействия компонентов на границах в уже затвердевших бетонах. В целом можно утверждать, что технология бетона в силу высокой дисперсности , особенно цемента, - классический пример издавна существовавшей промышленной нанотехнологии.
Для цементных бетонов открываются возможности направленного формирования свойств композитов за счет использования наноматериалов самой разной стоимости и различных технологических методов - сочетания наноразмерных фракций основных компонентов бетона, введения инициаторов направленной кристаллизации, применения наноразмерных регуляторов тиксотропности гетерогенных смесей для повышения дальности транспортировки бетонной смеси с помощью автомобильных автоматизированных авто-бетононасосов , применения самостерилизации и транспортировки в миксерах и т.д. Следует обратить внимание на то, что именно интерес к нанотехнологиям побудил объединить взгляды физиков и широкого круга материаловедов на комплексе новых инструментов, которые могут направленно влиять на характеристики цементных бетонов.
Доля качественных бетонов в строительной индустрии возрастает и сопровождает стремительное развитие архитектурных форм и новых видов сооружений. И, как всегда в диалектике развития, сосуществуют две идеи: стремление максимально уменьшить стоимость бетона за куб и, соответственно, серийного производства сооружений, в том числе за счет издержек при производстве строительных материалов, с другой стороны - желание разрешить и технические, и экономические задачи при проектировании и возведении уникальных сооружений, или сооружений новых типов, и гораздо более завышенная ценовая характеристика за куб бетона от М100 до М450 с наилучшими характеристиками никого не смущает, если такие материалы открывают возможности для прогрессивных проектных решений.
Это относится к направлению, формирующемуся в последнее десятилетие - к нанотехнологиям в материаловедении. За последние три-пять лет количество публикаций по данному направлению в научной литературе возросло и возрастает многократно. Исследованиями занимаются ведущие научные центры Москвы, Киева и других крупных 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 экспериментальных работ была сделана Соболевым на основе опыта Американского Института Цемента. Однако на тот момент материала для анализа было явно недостаточно. Следующая попытка основана на опыте НТЦ Прикладных технологий, начавшего исследовательские работы и получившего первый в мире патент на изобретение, связанный с заливкой бетоном, в состав которого введены материалы фуллероидного вида.
Перспективы применения легкого наноструктурированного бетона в строительстве
Набор средств формирования свойств высококачественных бетонов с применением наноматериалов и соответствующих технологий открывает систему совершенно новых возможностей для перехода материаловедения на принципы создания материалов с заданными свойствами в диапазоне очень высоких значений несмотря на повышенную стоимость структурированного бетона за куб, в свою очередь это даст возможность в ближайшее время расширить возможности проектировщиков в принятии экономически оправданных технологических решений при проектировании зданий и сооружений новых типов, в первую очередь, высотных, а также для заливки структуро-бетонами монолитных зданий и сооружений в регионах повышенной сейсмической активности, при производстве транспортировки бетона АБС-миксером на ситройплощадку обеспечивается необходимая вязкость раствора. В этом отношении миксеры бетона и автобетононасосы вне всякого сомнения незаменимы для качественной заливки бетона. Опыт применения структуробетона в мостостроении, а также в строительстве траснпортируемых модульных сооружений, дает почву для оптимистического прогноза широкого промышленного использования нанотехнологий и созданных инновационных материалов в различных областях строительства. При этом имеет место высокая эффективность совместного применения нескольких различных методов и материалов.
