9 идей для будущего градостроительства. Саморемонтирующийся бетон


Добавки в бетон для гидроизоляции: виды и характеристики

Чтобы защитить поверхность бетонных изделий от влаги, разработано множество видов гидроизоляционного покрытия: обмазочное, оклеечное, окрасочное, проникающее и т. п. Однако во время строительства защитить конструкции от воздействия влаги можно не только снаружи, но и изнутри. С этой задачей успешно справляются добавки в бетон для гидроизоляции.

Цемент, песок, щебень и вода в правильно подобранных пропорциях позволяют создать прочный и удобный в применении строительный материал — бетон. Из него создают множество самых разных конструкций: заливают фундамент, делают перекрытия, лестницы, стены, блоки и т. п. Разумеется, требования к отдельным элементам могут быть очень различными.

Одна из основных проблем — влагопроницаемость бетона. Она возникает, поскольку этот прочный материал имеет поры и капилляры, в которые влага проникает достаточно легко. Частично справиться с этой проблемой можно еще на стадии строительства. Для этого используют специальные гидроизоляционные добавки, которые вводят в бетон на стадии приготовления.

Внутренняя гидроизоляция бетона имеет несколько заметных преимуществ перед внешними методами. Как ни прочен слой наружной гидроизоляции, постепенно он разрушается и теряет свои защитные свойства. Кроме того, нанесение наружного изоляционного слоя требует значительных затрат труда, а стоимость таких средств может быть достаточно высокой.

Поэтому можно говорить о том, что гидроизоляционные добавки для бетона:

  • повышают качество строительных работ;
  • существенно увеличивают сроки эксплуатации здания;
  • повышают сопротивляемость конструкций воздействию влаги;
  • снижают объемы и стоимость строительных работ;
  • позволяют снизить затраты на наружную гидроизоляцию и т. п.
бетонирование

При строительстве сооружений, постоянно контактирующих с водой, без гидроизоляционных добавок не обойтись

Добавление в товарный бетон высокопрочного гранитного щебня, которое практикуется производителями, позволяет существенно увеличить его прочность и долговечность. Однако при этом он остается достаточно пористым материалом. Часть попадающей на бетонное основание влаги неизменно проникает внутрь конструкции, что может привести к медленному ее разрушению.

Особенно опасна такая ситуация для бетонных конструкций, расположенных под землей или находящихся в постоянном контакте с водой. При контакте с грунтовыми водами фундамент дома может напитаться влагой, которой просто некуда испаряться. Зимой вода, проникшая в фундамент, замерзает и расширяется, незаметно разрушая фундамент строения.

Чтобы этого не произошло, в бетонный раствор добавляют специализированные добавки. Это делают как во время замешивания раствора, так и позднее, добавляя в миксер необходимый гидроизолирующий состав непосредственно перед началом работ.

Обратите внимание: Помимо классификации по маркам следует обратить внимание на другие характеристики бетона. Его морозостойкость обозначают буквой F, а водонепроницаемость — буквой W.

Добавки вводят в бетон

Добавки вводят в бетон при замешивании, но это можно сделать и на строительной площадке, пока состав еще находится в миксере

Благодаря различным добавкам можно повысить качество бетона. При этом появляется возможность снизить количество цемента, а марка состава останется неизменной. Особенно эффективным считается применение специальных добавок для производства высоких марок бетона. Различают несколько основных видов добавок:

  1. Суперпластификаторы, основанные на лигносульфонатных солях. Они прекрасно сочетаются с добавками других видов.
  2. Противоморозные добавки на основе нитрата кальция, позволяют проводить работы с бетоном даже при температуре воздуха ниже нуля. Могут выполнять роль ускорителя схватывания бетона.
  3. Гидроизолирующие добавки, эффективные для конструкций, которые контактируют с водой.
добавки в бетон

Для достижения проектной надежности фундамента используются различные добавки в бетон – пластификатор, противоморозная добавка, замедлитель твердения, ускоритель твердения и другие

Действие добавок, которые повышают водонепроницаемость состава, направлено на уменьшение пористости готового материала. Эти вещества заполняют появляющиеся в бетоне пустоты и капилляры, уплотняют бетон и препятствуют таким образом проникновению в него воды. Чаще всего такие уплотняющие добавки изготавливают из полимеров. Этот способ позволяет повысить водонепроницаемость бетона до уровня W8W12.

Обратите внимание: Повысить водонепроницаемость бетона можно с помощью пластификаторов и суперпластификаторов. Они повышают текучесть бетонной массы, попавшие в раствор пузырьки воздуха получают возможность свободно подняться к поверхности, в результате пористость материала снижается.

работа добавок в бетон

Добавки начинают концентрироваться в порах, мешая быстрому испарению влаги, что ведет к повышению прочности материала

Более современные пенетрирующие, кристаллообразующие гидротехнические добавки обладают более совершенным действием, поскольку с их помощью начинается образование в капиллярах и порах особых кристаллов, которые не растворяются в воде. Если после того, как конструкция готова и бетон застыл, в него попадает вода, эти вещества начинают набухать, заполняя пустоты. В результате небольшие трещины, появившиеся на поверхности бетонной конструкции в процессе эксплуатации, саморемонтируются. Следует отметить, что это достаточно дорогостоящий способ гидроизоляции. Если бетон обладает достаточной плотностью, этот способ не применяют.

Профессиональные гидротехнические добавки позволяют повысить водонепроницаемость состава до уровня W18 — W20. Такие составы используются при сооружении монолитных бетонных фундаментов, бассейнов, резервуаров для воды и т.п.

Подбирать гидроизолирующие добавки для бетона следует, рассматривая каждый конкретный случай их применения в отдельности. Дело в том, что помимо этих материалов в бетон также добавляют пластифицирующие, противоморозные, воздухововлекающие, микроармирующие вещества, а также ускорители, замедлители и т. п. Выбирая гидроизоляцию для бетона, следует оценить последствия взаимодействия этих веществ, поскольку это скажется на качестве конечного продукта. У производителя можно заказать добавки для гидроизоляции с индивидуальными характеристиками.

Комплексная добавка

Комплексная добавка в бетонный раствор для повышения водонепроницаемости, морозостойкости и прочности бетона

На рынке можно приобрести уже готовые гидроизолирующие смеси, которые только остается ввести в бетонный раствор. Разумеется, при этом следует придерживаться рекомендаций изготовителя. Однако для достижения максимального эффекта можно заказать смесь компонентов с уникальными характеристиками. Многие производители предоставляют своим покупателям подобную услугу.

Введение добавок в бетон позволяет повысить качество конструкции. За консультациями по этому вопросу следует обращаться к опытным профессионалам.

gidroguide.ru

9 идей для будущего градостроительства

Цивилизация развивается постоянно. В каких-то вопросах уже достигнут технологический оптимум. Какие-то решаются научным подходом либо методом проб и ошибок. Какие-то упускаются и по сей день. Справедливо это и для такого важного проявления цивилизации, как мегаполисы, города, ПГТ, деревни, кочевые лагеря и прочие территории с кучным размещением людей.

Понятно, что населенные пункты должны в современных условиях развиваться и делать это как-то системно. Не обязательно с  точки зрения строгой науки, но хоты бы с позиций здравого смысла. Ну и принимая во внимание текущее состояние дел в технологиях, которые можно применять для загруженных человеческих поселений. Как мог бы выглядеть «вишлист» того, что жители населенных пунктов и гостей столиц и весей хотели бы видеть и использовать?

1. Почтовые дроны

Два стартапа, Mattarnet и Aria, усердно работают, чтобы создать замену по доставке почты в местах, где с дорогами туго. Оба стартапа начали свою деятельность под эгидой Университета Сингулярности Рейя Курцвейла в Кремниевой долине. Цель их деятельности — создание и применение дронов для доставки почты, продовольствия, медикаментов в места, где дороги являются большой проблемой.

2. Вертикальное сельское хозяйство

 

То, что земля штука дорогая, давно поняли все — от простого олигарха до воротил строительного мусора из солнечного Таджикистана. А в некоторых местах ценность клочка поверхности планеты трудно переоценить. Поэтому к небесам взбираются не только небоскребы деловых центров и жилых районов, но и индустрия производства продуктов питания. Вертикальные сельскохозяйственные угодья постепенно приживутся в городах.

3. Многоцелевые уличные фонари

Сперва уличные фонари были просто уличными фонарями. Теперь же на столбах рядом с лампами соседствуют антенны Wi-Fi, SOS-иллюминация и телекамеры. Изобретатель Don Lepard предлагает наделить эти осветительные приборы еще и нюхом, дабы оценивать качество воздуха и выявлять наркопритоны. Так и представляется себе сервис «Яндекс.Смог».

4. Светящиеся деревья

Ну а для тех, кто не любит на улица засилье фонарных столбов, по вкусу придется идея освещать города флуоресцентными деревьями. По крайней мере, над этим работают британские ученые в Кембриджском университете.

5. Модульные квартиры

Архитектор Гери Чанг живет в Гонконге в квартире размером 32 квадратных метра. Для улучшения функциональности своего жилого пространства он сделал его модульным, фактически превратив в квартиру-трансформер — она может превращаться в 24 различных помещения.

6. Подземные парки

По мере плотной застройки центров больших городов очень остро встанет вопрос о рекреационных зонах. С учетом того, как ушлые строители берутся за парки, их может скоро просто не остаться. И где тогда отдыхать жителям мегаполиса? Архитекторы из Нью-Йорка Ден Бараш и Джеймс Ремзи предложили приспособить для парков отдыха заброшенные подземные пространства, которых в любом крупном городе полно.

7. Солнечные стекла

Британские ученые из специалисты по «зеленым» технологиям из компании Oxford Photovoltics разрабатывают полупрозрачные солнечные батареи, которые одновременно могут служить и остеклением домов. К тому же в свою идею они привнесли интересный момент — специальное покрытие может менять цвет стекла. Так что один и тот же дом может выглядеть по-разному.

8. Саморемонтирующийся бетон

Это мечта всех радетелей бюджетной экономии и проклятье для любителей втридорога продавать строительно-ремонтные услуги из сезона в сезон. Бетон, который сам может «залечивать» свои повреждения. Для этого на бетон нужно нанести специальное покрытие, реагирующее на солнечные лучи, благодаря которым микрощели будут заделываться, предотвращая большие разломы.

9. Биллборды-водосборники

Это одна из последних идей в урбанистике. Рекламные щиты могут не только рекламировать "Виагру", пиво и кандидатов на пост губернатора, но и выполнять полезную функцию — собирать из воздуха влагу и выдавать воду там, где она нужна, да еще и снижать нагрузку на водоснабжение.

Материалы по теме:

Источник:

3dnews.ru

Самоисцеление бетона

Варвара Мурашева

Публикаций: 148

13.08.2014

Железобетон является самым широко используемым строительным материалом настоящего времени в силу многих достоинств, однако недостатки у этого материала тоже имеются. Один из наиболее существенных - это хрупкость. От времени и/или непогоды на бетонных поверхностях появляются трещины, и если их своевременно не заделать, то внутрь начинает проникать влага и, следовательно, будет ржаветь арматура, что критически опасно для устойчивости всей конструкции.

С проблемой хрупкости бетона борются различными методами - это и антикоррозионные присадки, и специальные покрытия стальных арматурных стержней, и добавки, усиливающие прочность бетонной смеси. Есть также целый арсенал средств для устранения уже образовавшихся трещин - стяжки, специальные составы, кевларовые полосы, и прочее, и прочее. Очевидным образом, на ремонт тратятся огромные деньги. И здесь наибольшую головную боль вызывают даже не столько обычные здания (все же многие из них находятся в частной собственности, и расходы ложатся на плечи их владельцев), но мосты и дороги, за которыми приходится следить за счет государственного бюджета и в условиях практически постоянного дефицита снова и снова изыскивать деньги на эту более чем затратную статью.

Таким образом, вряд ли будет преувеличением сказать, что в появлении новых более эффективных и менее дорогостоящих решений этой проблемы заинтересованы все. Или почти все. На данный момент внимание ученых всего мира приковано к реализации идеи "самозалечивающегося" бетона. Ведь если трещины будут зарастать "сами собой", то денег на их заделывание не нужно будет тратить вообще. Как оказалось, добиться этого вполне возможно.

Одним из первых свой проект предложил профессор Мичиганского университета Виктор Ли. По его задумке в бетон следует интегрировать тончайшие нити сверхпрочной микрофибры, благодаря чему максимальная толщина трещин, которые могут образоваться в конструкции из такого бетона, будет не более 50 микрон (для сравнения - это тоньше человеческого волоса). За счет прочности материала края трещины дальше расходиться не будут, а такие миниатюрные отверстия вполне могут "залечиваться" самостоятельно. Для этого необходимо, чтобы внутри образовавшейся полости была цементная крошка, которая при взаимодействии с влагой из воздуха "разбухает", заполняя эти самые мелкие повреждения. Подобный эффект можно назвать действенным только в случае действительно микроскопических трещин. Если размеры превысят несколько десятков микрон, то никакого чуда уже не произойдет. Кроме того, не все типы цемента имеют одинаково высокий "залечивающий эффект" (согласно некоторым исследованиям, ведущую позицию занимает портландцемент типа IV).

Стоимость бетона, укрепленного микрофиброй, по данным исследователя в 3 раза выше, чем обычного цемента. Но если учесть, что эти затраты при производстве строительных работ предстоит осуществить всего один раз и потом забыть о необходимости экстренного ремонта, такое предложение может оказаться выгодным в рамках достаточного количества задач.

Сейчас этот проект находится на стадии доработки и тестирования, но в промышленное использование поступил "гнущийся" бетон (менее технологичный вариант изначальной технологии, своего рода промежуточная ступень), который был успешно применен для строительства зданий в сейсмоопасных районах Японии (город Осака).

Еще одно решение предложили южнокорейские ученые из университета Йонсей. Они разработали покрытие в виде спрея, которое позволяет "залечивать" механические нарушения благодаря входящим в его состав микрокапсулам с полимером. Полимер при появлении трещины заполняет ее а под воздействием солнечного света образует твердое покрытие, не пропускающее воду.

Правда, такую технологию нельзя назвать такой уж инновационной, потому что существуют и другие системы, действующие по подобному принципу, когда на поверхность напыляется некое покрытие с микрокапсулами, содержащими "лечащее" вещество. Такое вещество при повреждении целостности поверхности вступает в контакт с определенным катализатором, после чего "закрывает" прорехи. Революционность корейского подхода заключается именно в использовании солнечного света вместо химических катализаторов, которые обычно имеют существенные ограничения по условиям применения или стоят слишком дорого.

Пожалуй, наиболее нашумевшей новинкой в сфере "самозалечивания" бетона стала разработка голландских ученых (во главе с Хэнком Йонкерсом) из Делфтского технологического университета и британских ученых из университета города Бат, которым практически одновременно удалось вживить в бетон микрокапсулы с бактериями, вырабатывающими известняк. Эта задача была трудной хотя бы потому, что бетон по умолчанию является сильнощелочной средой с высоким индексом pH, далеко не дружественной для выживания чего-либо. Приспособиться к этим условиям смогли лишь редкие алкалофильные виды бактерий, споры которых запечатываются в специальные капсулы вместе с необходимым питательным веществом (молочно-кислым кальцием). Выбранные опытным путем штаммы бактерий (например, bacilli megaterium) крайне живучи и, пребывая в бетоне, могут годами оставаться в своего рода "спящем" состоянии, начиная свою активную жизнедеятельность только при попадании в капсулу кислорода или воды, что, собственно говоря, внутри бетона может произойти только в случае образование трещины.

Такой материал уже имеет демонстрационные образцы и предполагается, что наиболее целесообразным будет его использование при починке мостов, сводов туннелей, и подземных хранилищ отходов и опасных веществ - одним словом, тех мест, где опасно, нежелательно и труднодостижимо непосредственное присутствие рабочих.

6dbc77ce87ff39b5fbb08720e6d26b7f.jpg

В то время, как поклонники научных прорывов такого рода бурно радуются, вопросов к разработкам у скептически настроенных критиков тоже вполне достаточно. Безопасно ли соседство с бактериями? Насколько долговечны такие покрытия? Раз в сколько лет их нужно будет обновлять? Какие могут быть гарантии, что технология точно работает? Пока разработка еще не вышла из лабораторий сложно сделать какие-то выводы о том, как поведет себя материал в реальном применении, и все эти вопросы остаются на данный момент открытыми. Из-за своей новизны самозалечивающийся бетон стоит крайне дорого и на коммерческий рынок поступит явно не в этом году, так что время присмотреться к новинке у нас есть.

Другие публикации автора:
Похожие публикации по теме:

estp-blog.ru


Смотрите также