Добавки: нет предела совершенству

Современное развитие технологии производства композиционных материалов на основе цементных вяжущих позволяет существенно повысить их прочность, считают специалисты Петербургского государственного университета путей сообщения. Трещиностойкость не только характеризует механические свойства материала, но и является важным аспектом обеспечения ресурса долговечности и надежности конструкций. Развивающиеся трещины и дефекты делают доступной миграцию воды и солей во внутренние структурные элементы и ускоряют тем самым образование и развитие трещин и дефектов за счет воздействия отрицательной температуры. Аддитивный эффект развития трещин и дефектов в результате механических и климатических воздействий, особенно в условиях агрессивных сред, является причиной раннего выхода конструкций из строя, что приводит к аварийным ситуациям.

Установлено, что важной характеристикой материала является дефектность структуры. Даже небольшие дефекты в материале под воздействием замерзающей воды превращаются в быстрорастущие трещины, приводящие к разрушению материалов.

Одним из вариантов направленного изменения структуры цементных растворов и бетонов является введение демпфирующих добавок. Изменение структуры введением демпфирующих добавок позволяет повысить прочность растворов при растяжении и изгибе, снизить скорость продвижения трещины и повысить морозостойкость. Особенностью введения демпфирующих добавок является снижение контракции в твердеющей системе цемент - вода. Оценка контракции твердеющего цемента с демпфирующей добавкой показывает, что происходит снижение скорости образования трещин в твердеющей системе цементного камня.

Из приведенных данных, делают вывод специалисты, что введение демпфирующей добавки замедляет образование поверхностных трещин, например для вермикулита, в 10-15 раз. Совершенствование структуры материала с позиции его трещиностойкости может идти по пути введения армодемпфирующих добавок. Сущность этого сводится к тому, что кроме демпфирующих в структуру вводятся армирующие элементы. В качестве армирующих элементов наиболее целесообразным представляется дисперсное армирование фиброй.

С использованием добавок можно направленно влиять на формирующуюся структуру цементных композитов, добиваясь требуемого качества и необходимых физико-механических свойств.

***

В ГЕРМАНИИ

Специалистами немецкой фирмы "Kalenborn Kalprotect GmbH&Co.KG" разработаны сухие строительные смеси CALCRET, предназначенные для устройства защитных износостойких покрытий строительных элементов.

В качестве вяжущего для смесей CALCRET используется цемент. Для приготовления из смесей растворов к ним в определенных количествах добавляется вода с последующим перемешиванием в смесителе. Особое внимание уделяется сбалансированному подбору размеров частиц, содержащихся в смесях компонентов. При этом пространство между частицами цемента заполняется особотонкодисперсными частицами микро - и нанокремнезема, что способствует достижению высокой степени упаковки частиц в материале. Для улучшения свойств смесей в них в установленном количестве могут добавляться стальные или другие волокна. Через 8 ч твердения прочность на сжатие полученных растворов достигает 75% конечного значения.

На защищаемых поверхностях растворы из смесей CALCRET образуют однородное бесшовное покрытие, толщина которого выбирается в зависимости от предъявляемых к нему требований. Обычно она составляет от 20 до 100 мм.

На обрабатываемые поверхности растворы наносятся различными способами, включающими укладку с последующим выравниванием, а также напыление.

Метод напыления для нанесения покрытий из растворов CALCRET получил распространение в последнее время. При использовании этого метода для нанесения покрытия на поверхность площадью более 5 м2 затрачивается минимальное время. Толщина наносимого слоя раствора составляет при этом 25 мм. Метод напыления пригоден при нанесении растворов на горизонтальные и вертикальные поверхности, а также поверхности сложной конфигурации.

Возможно также получение литых растворов CALCRET, применение которых особенно эффективно при устройстве износостойких покрытий на плоских поверхностях. В этом случае требуется простая опалубка. Для вертикальных и наклонных поверхностей используется специальная опалубка.

Растворы CALCRET пригодны также для формования различных изделий. В частности, на предприятии фирмы "Kalenborn Kalprotect GmbH&Co.KG" производятся плитки и другие формованные изделия, в том числе изделия, предназначенные для облицовки труб.

CALCRET отличаются не только высокой износостойкостью, но также выдерживают воздействие температуры до +1200°С, что дает возможность использовать эти материалы в различных целях. В частности, они находят применение в цементной промышленности для защитной облицовки различного оборудования.