Травень-червень 2015 р. XXIII. рік 5-6. пісня
Петер Лечовікс, Бела Мартін: Спеціальні бетони
У 1980-х роках на перший план вийшов попит на якісніший бетон, породжений зростаючим попитом на будівництво, технології та естетику, пов’язані з бетоном. З цієї причини були розроблені нові і нові методи технології бетону (наприклад, самовирівнювальний, самоущільнювальний бетон, залізобетон, залізобетон, високоміцний бетон, самозагоюється бетон тощо). Що робить бетон особливим? Раніше ми розрізняли бетони на основі щільності тіла (легкий, нормальний, важкий бетон), але сьогодні цю групу потрібно доповнити на основі кількох аспектів. Так, наприклад, у наш час постійно зростаючі вимоги до технічної довговічності та підвищення експлуатаційних характеристик висуваються на перший план перед різними бетонами та бетонними конструкціями, які також успішно застосовують результати розробки добавок та інших хімічних речовин та розвиток технологій. Одночасно умови виробництва стають жорсткішими, що у багатьох випадках супроводжується переглядом стандартів та розробкою нових стандартів (наприклад, Єврокод 2, MSZ EN 206-1: 2002, MSZ EN 4798-1: 2004) .
У цій статті ми намагаємося представити „різноманітність” бетону на декількох цікавих і красивих прикладах групування бетону за його матеріалом та компонентами.
Заморожений піскобетон
Розробка замороженого піщаного бетону, або «гіпсобетону», як це відомо в суспільній свідомості, розпочалася в 1930-х роках і базується на роботі Бели Самсонді Кісса (1899-1972). Суть процесу полягає у використанні опалубки, в даному випадку гіпсової опалубки (рис. 1), яка за короткий час витягує воду зі свіжого бетону, тим самим заморожуючи бетон. Міхалі Паркані продовжував нетектонічні структури та технологію побудови клітинної системи з тканинною структурою, тоді в 1980-х рр. Габор Кашоні провів фундаментальне дослідження [2] для узагальнення характеристик випробувань матеріалу, визначення нових характеристик матеріалу.
Пісок, затверділий в гіпсовій опалубці, має швидку швидкість застигання і остаточну міцність на 30-50% вище, ніж у звичайного бетону. Гіпсокартонні плити 600 × 600 мм розташовані за допомогою вбудованих пластикових вкладишів (рис. 1), які підходять для різьблення тонких сталевих вставок та фіксації їх положення.
Затверділа несуча піщано-бетонна конструкційна монолітна залізобетонна оболонка зі статично розмірною арматурою (BHB 55.50, Ø 3-8 мм) може бути виготовлена як мінімум із замороженого бетону якості C12/15-X0-4-F4 . "Піщаний бетон", що використовується для лиття, виготовляється з дозою цементу 500-800 кг/м3 (CEM I 32,5), з максимальним розміром зерен 4 мм, з безперервним розподілом зерна, домішка піску класу I.
Залишковий фактор вода/цемент
0,25, що забезпечує захист від корозії сталевих вставок, з одного боку, та зменшує ширину та кількість усадочних тріщин у бетоні, з іншого. Мокра гіпсова опалубка забезпечує дообробку на початковій стадії затвердіння.
Ефект замерзання гіпсової опалубки, зміна міцності на розрив на вигин і міцності на стиск у залежності від віку піщаного бетону проілюстровані на малюнках 1 і 2 [3].
Зазвичай використовувані конструкційні форми: колони з відкритим або закритим перерізом, балки, ребристі або коробчасті елементи підлоги та стін. У разі потреби в тепло- та звукоізоляції конструкції мають подвійну оболонку з плаваючою, підвішеною, точковою плоскою плитою, із тепло- та звукоізоляційним матеріалом, розміщеним у порожнинах.
Одиниці дизайну інтер’єру різної форми з конструкції, напр. можуть бути спроектовані сходи, меблі, архітектурні секції, які також виконують несучі функції.
Напівпрозорий бетон
Метою незліченних зусиль та розробок є створення та впровадження світлопропускаючих бетонів. У попередній статті на цю тему [4] ми окреслили можливості “асоціювання” світла та конкрету. Безсумнівним фактом є те, що видатним продуктом теми є продукт під назвою Litracon - тобто світлопроникність, що містить оптичні волокна, що є угорським винаходом. Він був запроваджений у багатьох країнах світу і зараз використовується дедалі ширше. На щастя, сімейство продуктів Litracon, яке постійно розробляється, стає все більш популярним і в Угорщині, тому ми можемо знайти гарні приклади його застосування в кількох місцях (Малюнок 2).
Зовнішній вигляд напівпрозорого бетону - особливо при природному або штучному освітленні - можна змінювати, змінюючи розташування оптичних волокон.
Я вже згадував, що сімейство продуктів перебуває в постійному розвитку. Результатом є Litracon pXL, в якому спеціальний профіль із пластикових штифтів пропускає світло. У своїй назві "p" позначає світлі та пікселі, які регулярно з'являються на поверхні, а XL підкреслює великий розмір елемента. Хоча акумулятори Litracon можна виготовляти розмірами до 30 × 60 см, акумулятори pXL можна виготовляти розміром до 4 метрів.
Пластик може бути кольоровим, тому можна досягти особливих світлових ефектів. Litracon pXL товщиною 6-10 см, виготовлений із збірних армованих панелей, також може мати поліровану (поліровану, вимиту та опалубну) поверхню. Піксельний бетон має значно нижчу вартість матеріалу, його також простіше і дешевше виготовляти в порівнянні з волоконно-оптичним літраконом, і він повністю індустріалізується.
Окрім сімейства продуктів Litracon, відомо також багато тенденцій та зусиль щодо реалізації світлопроникності бетону. Не лише бетонні технологи, а й художники-прикладники та дизайнери інтер’єрів прагнуть використовувати різні прозорі матеріали, наприклад скло, пластик для з'єднання з бетоном. З одного боку, традиційна технологія обробки скла та скла буде розвиватися далі, а з іншого боку, будуть створюватися сучасні та цікаві рішення з використанням інновацій бетонної технології. Хороші приклади цього наведені на малюнку 3, де різні форми пластмас знову з’являються поруч зі склом.
Самоуплотняющийся бетон
Ми вже згадували той факт, що у 1980-х роках перед бетоном на перший план висувалося посилення вимог до якості та технологічних вимог та зростання естетичних вимог. Виконання потреб вирішальним чином вплинуло на те, що структура добре підготовленої робочої сили, яка працює в будівництві, також суттєво змінилася, тобто серед вимог було включено мінімізацію «людського фактора». Так вперше в Японії народилася технологія самоущільнення бетону, яка поширилася по всьому світу.
Характеристика самоущільнювального бетону полягає в тому, що в структурі зерен (dmax = 16 мм) збільшується вміст дрібних частинок, ідеальну кількість яких можна визначити за допомогою експериментів, що базуються один на одному. Порівняння складу звичайного та самоущільнюючого бетону показано на малюнку 3. Розроблена технологія самоущільнення бетону призвела до розробки нових процедур перевірки консистенції, наприклад блокувальне кільце, L-коробка, тест на решітку блокування в U-подібній посудині, тест коробки Kajima тощо.
Ці методи випробування (текучість/в'язкість /, тенденція включення, здатність до самобалансування, здатність до вентиляції, структурна стійкість) зосереджуються насамперед на нерозбірності.
Найбільш поширеним із розроблених нових методів перевірки консистенції є площа, а також тест на блокувальне кільце. Вимірюючи площу, ми можемо визначити текучість і в'язкість ÖTB, і в тесті блокувального кільця (рис. 4), на додаток до вищесказаного, схильність до утворення включень можна добре контролювати. Ці дві процедури можна застосувати для перевірки консистенції навіть на місці встановлення.
Бетони, що ущільнюються, мають кращу мікроструктуру порівняно зі звичайними бетонами та швидше затвердіння на ранній (1-2 тижні) фазі. Вони мають однакову або кращу міцність на розрив, ніж вібробетони, і придатні для виробництва високоефективних бетонів. Склад бетону можна добре спланувати, однак його приготування вимагає більшої технологічної дисципліни (дозування води). Крім того, він забезпечує якісну поверхню, тому чудово підходить для виробництва візуального та візуального бетону. Ми представляємо гарний приклад характеристики останнього з уже впроваджених установок (рис. 5).
Фібробетон
Людство знало про сприятливий вплив та використання природних волокон у різних виробах з будівельних матеріалів протягом тисячоліть. В результаті технічного розвитку з'явилися промислово оброблені матеріали (наприклад, сталеві волокна), а потім різні типи штучних (пластикових) волокон.
Застосування арматурного волокна в бетоні датується 1874 роком, коли А. Беранд змішував металобрухт у бетон. Стрибковий розвиток XX. з появою пластикових волокон [9], і подальший розвиток очікується за допомогою результатів нанотехнологій.
У залізобетоні бетон поглинає тиск, арматура - поглинаючі та розтягуючі напруги. Останні можна «замінити» використанням більш тонких, рівномірно розподілених волокнистих матеріалів. Кількість використовуваних пластикових волокон (довжина: 5-40 мм) зазвичай становить 1 кг/м3 у бетонах (рис. 6) та 5-10 кг/м3 у піщаних бетонах. Кількість сталевих волокон становить 25 кг на 1 м3 бетону.
Тест на консистенцію армованого волокнами свіжого бетону відрізняється від традиційних тестів на консистенцію, але слід зазначити, що процедури випробувань ще менш розроблені. Для включення волокон було розроблено кілька рішень. Пряме додавання до свіжого бетону є загальним явищем, але також відомо, що волокна заздалегідь поміщають у форму, а потім заливають їх бетоном (бетони SIFCON [10]), рис. 7).
Армування волокном використовується в Угорщині переважно для виробництва промислових підлог (сталевих волокон). Армування з пластикового волокна використовується у виробництві тонкостінних елементів, які також відповідають особливим потребам.
За кордоном армоване волокно дуже широко застосовується у погодних конструкціях (дорожні бетони, бетони для мощення), а армовані волокном піщані бетони використовуються для виготовлення тонких (товщиною 2 см) елементів - фасадних покриттів, балконних парапетів. Однією з найвідоміших установок є Диявольський міст у Франції, який являє собою конструкцію висотою 1,8 м і мости 70 м без опори (рис. 8).
В Угорщині армоване волокно в основному використовується для виробництва промислових підлог (сталевих волокон). Армування з пластикового волокна використовується у виробництві унікально розроблених тонкостінних елементів та елементів дизайну, які також відповідають особливим потребам. Хорошим прикладом цього є "люстра" із залізобетонного залізобетону у виставковому залі C3 Atelier або виробництво все більш популярних бетонних поплавців, бетонних котлів (Рисунки 9, 10). В обох випадках звичайного армування бракує, а достатня міцність забезпечується пластиковими волокнами.