Радиационно-защитные бетоны

 

При ядерном распаде наибольшую опасность для живых организмов представляют γ-лучи и нейтронное излучение. Для защиты от них применяют особо тяжелые бетоны классов B7,5; B10; B15. Вяжущими служат портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый цемент и др. В качестве заполнителей применяют материалы повышенной плотности – барит, лимонит, магнетит, чугунный скрап, обрезки стали, на которых можно получить бетон со средней плотностью от 2800 до 5000 кг/м³. Для улучшения защитных свойств в их состав вводятся добавки карбида бора, хлорида лития, сульфата кадмия, содержащие легкие элементы – водород, литий, кадмий, бор.

 

Декоративные бетоны

 

Декоративные бетоны применяются для архитектурной отделки конструктивных элементов зданий и сооружений – стен, полов, лестниц, разделительных полос дорожных покрытий и др. В их состав входят цветные или белые цементы, пигменты и цветные заполнители. Пигменты должны быть щелоче-и светостойкими. Их допускается вводить чаще всего не более 8–10 % от массы цемента. Обычные портландцементы с пигментами применяются для бетонов темных тонов, белые – для светлых. Заполнители изготавливаются из цветных горных пород: мрамора, красного и розового гранитов, сиенита, лабрадорита и др. В состав бетона могут вводиться дробленое стекло, слюда.

Мелкий заполнитель должен соответствовать цвету применяемого цемента, крупный может контрастировать с основным тоном.

При применении некоторых материалов, например ускорителей твердения, на поверхности бетона могут появляться высолы. Поэтому бетоны надо проверять на образование высолов.

Для уменьшения расхода декоративного бетона основные конструкции можно выполнять из обычного бетона, и только верхний слой из декоративного. Для получения фактуры, отвечающей архитектурному замыслу, поверхность заполнителей обнажают при помощи шлифования, скалывая фрезами, бучардами, с помощью пескоструйного аппарата и др. способами.

Бетон, применяемый для наружной отделки зданий, должен быть долговечным.

 

Жаростойкие бетоны

 

Жаростойкими называются огнеупорные бетоны, способные сохранять длительное время прочность при температуре свыше 200 ^оС.

По способности выдерживать высокие температуры они подразделяются на 14 классов с предельно допустимой температурой применения от 300 до 1700 ^оС и выше. Для этих бетонов применяют портландцемент, быстротвердеющий портландцемент, шлакопортландцемент, глиноземистый, высокоглиноземистый и бариевый цементы, растворимый силикат натрия, ортофосфорную кислоту, силикат-глыбу.

Заполнителями служат щебень и песок, получаемые из обожженных глин, боя огнеупорных и тугоплавких изделий; из вторичных материалов – доменных, топливных, ферромолибденовых и др. шлаков; горных пород – кварцитов, базальтов, диабазов, туфов, вулканических шлаков, пемзы. Применяются также специально изготавливаемые пористые искусственные заполнители – керамзит, аглопорит, шунгизит, перлит, вермикулит и пр. Для улучшения структуры и жаростойкости в состав бетонов, за исключением бетонов на глиноземистом цементе, вводят тонкомолотые добавки: шамотные, керамзитовые, аглопоритовые, из боя керамического кирпича, из отвального, доменного, гранулированного и ферромолибденового шлаков, золы-уноса, магнезита и др.

В бетоны на растворимом силикате натрия вводятся отвердители: кремнефтористый натрий, нефелиновый шлам, саморассыпающиеся шлаки.

Для жаростойких бетонов, эксплуатируемых при температуре 800 ^оС и выше (класс 8 и выше), определяют остаточную прочность после нагревания до 800 ^оС. Для бетонов, которые применяются при температуре 600 и 700 ^оС(классы 6 и 7) образцы нагреваются до этой температуры, а затем определяется остаточная прочность.

Долговечность жаростойкого бетона оценивается их термической стойкостью, которая оценивается числом циклов водных (Т₁) или воздушных (Т₂) теплосмен и имеет значения Т₁5–Т₁40 и Т₂10.

Обычные бетоны на портландцементе применяются в конструкциях при температуре до 200 ^оС. При этом следует учитывать, что прочность бетона на сжатие снижается на 25 %.

При действии высокой температуры происходит обезвоживание кристаллогидратов и разложение гидроксида кальция. Поэтому в бетон на портландцементе вводят тонко измельченные материалы, связывающие оксид кальция.

Жаростойкие бетоны служат для изготовления различных тепловых агрегатов, дымовых труб.

 

Шлакощелочные бетоны

 

Шлакощелочные бетоны – это тяжелые, легкие на пористых заполнителях, ячеистые, специальные бетоны. Содержание шлакощелочного вяжущего в их составе 15 – 30 %. Заполнителями служат те же материалы, что и в бетонах на портландцементах. Особенность этих бетонов – способность щелочей взаимодействовать не только со шлаком, но и с заполнителями, а также с пылевидными и глинистыми частицами с образованием щелочных гидросиликатов.

По прочности шлакощелочные бетоны подразделяются на классы от B15 до B110. Пропаривание при нормальном давлении и автоклавная обработка активизирует их твердение. По морозостойкости эти бетоны имеют марки от F200 до F1000, по водонепроницаемости – от W4 до W30.

Шлакощелочные бетоны обладают очень важным свойством для условий Беларуси. Бетонные смеси не замерзают и твердеют при температуре до минус 10 – 15 ^оС.

Из-за высоких технических свойств шлакощелочные бетоны применяют во всех отраслях строительства. Они более экономичны по сравнению с цементными бетонами.

 

Фибробетон

Бетон, армированный дисперсными волокнами (фибрами), называется фибробетоном. Тяжелые бетоны армируются стальной проволокой, стеклянными, базальтовыми или асбестовыми волокнами. Ячеистые и гипсовые бетоны могут армироваться полимерными волокнами, изготовленными из полиэфиров, полипропилена.

Тонкая проволока имеет диаметр от 0,1 до 0,5 мм, длину – от 10 до 50 мм и вводится в количестве от 3 до 9 % от массы бетона, что составляет 70–200 кг на 1 м³.

Стеклянные волокна изготавливаются из щелочестойкого стекла. Они имеют диаметр несколько десятков микрометров, длину 20–50 мм и обладают прочностью на растяжение 1500–3000 МПа. Их вводят в количестве 1–4 % от объема бетона.

Полимерные волокна имеют прочность на растяжение 60--100 МПа. Они стойки в агрессивных средах.

Фибры повышают ударную вязкость бетона, уменьшают истираемость, повышают прочность при растяжении, препятствуют раскрытию трещин. Разрушение бетона происходит постепенно. Надежность конструкций повышается.

Дисперсное армирование наиболее эффективно в мелкозернистых бетонах, применяемых в особых случаях эксплуатации. Имеется опыт его применения для бетонирования оголовков свай.