Евроремонт, дизайн интерьеров, перепланировка.

РАЦИОНАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ

  

Вещество - это замороженная энергия. Задача максимально высвободить энергию для создания новых материалов или улучшения их свойств. Прочность бетона - это удельная энергия, усвоенная единицей объема бетона (м3). Энергия, трансформируясь в силы связи, повышает прочность бетона.
   Для максимального усвоения энергии следует предельно разъединить смесь. По закону разбавления

Оствальда степень диссоциации повышается с количеством вводимой воды, о чем свидетельствует понижение электросопротивления смеси. Установлено, что в диссипативных структурах (к которым принадлежит и бетонная смесь) при одновременном и согласованном внесении всех видов энергии наступает самоорганизация системы.
Согласно закону действия масс (основной закон химической кинетики) концентрация реагирующих веществ тем больше, чем больше степень разъединения. Температурный фактор лишь ускоряет твердение, по правилу Ван-Гоффа, связывая воду и снижая энергетический барьер Аррениуса. При кратковременном внесении тепла до начала схватывания повышается прочность бетона в 28 суток на 10-15% за счет снижения удельной теплоемкости. В случае же прогрева бетона после схватывания и при температуре более 70°С образуются оболочки, тормозящие реакции, и нарушается структура бетона прямо пропорционально толщине изделия в полуторной степени. По второму началу термодинамики рекомендуется интенсивно вносить тепло внутрь тела. Это возможно только при использовании электроэнергии, выделяющей джоулево тепло в оптимальное время, а также вызывающей электромагнитные поля. Поскольку природа вещества электрическая, то прочность бетона зависит от взаимодействия ионов в диэлектрической среде.
   Проведенные во Владимирском государственном университете эксперименты показали , что при использовании электромагнитных полей прочность бетона повышается во всех возрастах на 10-12 МПа. Кроме этого, применение мощного электротеплового импульса, а также электрических разрядов дополнительно повышает прочность бетона за счет разрушения оболочек зерен цемента при электромагнитных колебаниях.
   Особенно важно вибродвижение, которое предпочитает природа. Помимо увеличения числа столкновений молекул, в нагретой смеси вытесняется до 30% расширившегося воздуха (закон Гей-Люссака), разрушаются образующиеся соединения и отдаляется схватывание, что увеличивает степень растворения. По результатам экспериментов, при своевременном и комплексном вибрировании смеси с частотой 50-60 Гц и до начала схватывания нагретой смеси это повышает прочность на 10-15%. Предпочтительны совместные виброударные и виброимпульсные воздействия с оптимальной частотой 60 Гц. Вибрация же после укладки вовлекает до 50% воздуха и приводит к неравномерному уплотнению бетона. Что касается выдержки бетона, то в соответствии с законом сохранения энергии необходимо как можно дольше сохранять внесенные энергии, не допуская нарушений структуры бетона. Из экспериментов следует, что оптимальная скорость остывания бетона - 0,5°С/ч. В этом случае интенсифицируются явления переноса теплопроводности, электропроводности, вязкости и диффузии вещества. Такая скорость обеспечивается в конструкциях с модулем поверхности 6-8, в которых за счет интенсивного энергообмена повышается прочность почти вдвое.
   Прочность снижается обратно пропорционально модулю поверхности из корня кубического, что совпадает с данными ГОСТа. Этому способствует и благоприятное термонапряженное состояние конструкций, которые постепенно остывают с начальной температурой изделий внутри при укладке ниже 60°С. Любые воздействия после укладки, включая вибрацию и особенно - перегрузки, резко нарушают структуру бетона.
   Таким образом, используя законы фундаментальных наук, разработана технология синэргобетонирования, заключающаяся в использовании подвижных смесей с внесением одновременно трех видов энергии и до укладки, а также выдерживание бетона в стендовых неперемещаемых опалубках.
   Используя эти положения, в Кузбассе с января 1962 г. начали широко применять бетонирование с электроразогревом смеси. Первоначально смесь разогревалась в обычных бункерах с установленными в них тремя пластинами-электродами, а позднее - в кузовах автосамосвалов с погружаемыми электродами по типу электрокипятильника. Смесь разогревалась до 50-70°С непосредственно от сети 220/380 В. Первые же балки с модулем поверхности 12, забетонированные на тридцатиградусном морозе, приобрели до замерзания 70% марочной прочности, а после твердения в нормальных условиях в течение двух месяцев достигли уже 170%.
   Такая прочность достигалась в результате отказа от сложившихся представлений в технологии бетона и использования новых приемов бетонирования, а именно:
- применения подвижных и неподогретых смесей;
- кратковременного (5-10 мин) электроразогрева смеси до 50-70°С;
- постепенного остывания бетона со скоростью 0,5'С/ч.
   Ввиду образования паровоздушной прослойки и интенсивной экзотермии цемента, а также учета ребер опалубки время остывания бетона, по сравнению с существующими формулами, увеличилось в 5-10 раз.
   В 70-х годах, благодаря исследованиям ученых объемы укладки бетона с разогревом смеси достигли 4-5 млн. м3 в год. Однако необходимая прочность бетона не всегда достигалась из-за следующих отклонений:
- применялись малоподвижные смеси;
- осуществлялся разогрев до 90°С и более 10 мин;
- использовался для утепления теплоемкий материал (опилки) и несвоевременно укрывался бетон.
   Между тем французские специалисты, ознакомившись с этой технологией в Сибири, стали получать за 3 ч обработки бетона из разогретых смесей прочность 50 МПа.
   Спустя 20 лет во Владимирском госуниверситете разработали технологию бетонирования с непрерывным виброэлектроразогревом смеси и с 1984 г. начали внедрять ее на трех владимирских заводах сборного железобетона. В 1985 г. техсовет Минстроя СССР принял решение о широком внедрении ее на стройках страны. Одновременно технологию запатентовали в десяти наиболее развитых странах: США, ФРГ, Англии, Франции и др. В 1989 г. Минстроем РСФСР утверждены «Временные технические условия по виброэлектро-бетонированию», в которых отмечалось двух-, трехкратное снижение материально-технических затрат и пятикратное - энергетических ресурсов.
   К 1997 г. технологию значительно усовершенствовали, назвав синэргобетонированием . В АО «Биси-пор» (по авторским патентам 1811492 и 825332) изготовленные доборные элементы приобрели в суточном возрасте 105%, а в двухмесячном - 310% марочной прочности. Такие результаты были достигнуты благодаря:
- применению подвижных смесей и раздельного бетонирования;
- внесению одновременно и согласованно тепловых, электрических и механических воздействий с использованием электромагнитных полей;
- выдерживанию бетона в стендовой неперемещаемой опалубке с модулем поверхности до 8 при начальной температуре бетона 50°С.
   Разработано принципиально новое оборудование - синэргоактиватор типа «труба в трубе», подобно тому, как устроен весь животный и растительный мир, с параметрами биоорганизма. В этом оборудовании удалось соединить:
для термообработки - элементы барботера, парокамеры и автоклава;
для электрообработки - элементы ионизатора, электрокипятильника и соленоида;
для виброобработки - элементы вибросмесителя, вибролотка и виброплощадки.
   В результате этого был создан мощный электротепловой импульс, в тысячу раз превышающий импульс традиционного электропрогрева бетона. Благодаря активной работе ученых и производственников г. Владимира, Санкт-Петербурга, Твери, Москвы началось успешное внедрение синэргобетонирования. Однако из-за несовершенных электроразогревательных устройств и больших отклонений от технологии прирост прочности не превышал 50%, хотя установленная электрическая мощность снижалась в два-три раза. Причины этого заключались в следующем:
- в ряде случаев применялся цикличный разогрев бетонной смеси;
- как правило, не использовались электромагнитные поля и уделялось большое внимание тепловому фактору, приводящему к перегреву;
- допускались преждевременные перегрузки изделий и другие воздействия (прогрев и вибрация).
   В 1996 и 1997 гг. во Владимире состоялись Международные конференции по непрерывной энергообработке бетонной смеси и синэргобетонированию, в которых приняли участие представители из 9 стран и 42 организаций. На них были приняты решения о широком внедрении электроразогрева смеси в строительство. В настоящее время заканчиваются исследования и проводится проверка положений синэргобетонирования.

<< НАЗАД В СПИСОК СТАТЕЙ