Штучний камінь давно став одним з найпоширеніших матеріалів у будівництві. Незважаючи на різноманіття видів бетону, розвиток і вдосконалення композиту відбувається постійно. Ще пару десятиліть тому високоміцним вважався бетон з класом В30, але в наші дні цей матеріал вже відноситься до рядових. Сучасний високоміцний бетон поєднує широкий спектр властивостей, що істотно відрізняють його від класичного штучного каменю.

Параметри такого матеріалу унікальні і не описуються лише високими значеннями міцності. Фактично подібний композит покликаний вирішувати відразу декілька складних технологічних завдань, саме тому поняття високоміцного бетону об'єднує кілька видів матеріалів і цілий ряд характеристик.

Особливості композиту

Отримання високих класів по міцності давно вже не вважається складним завданням. У номенклатурі багатьох радянських заводів з виробництва залізобетонних виробів та конструкцій існували підбори складів для класів В40, В45, В50 і навіть В60. Такі бетони використовувалися для виробництва конструкцій, що зазнають істотні динамічні навантаження, наприклад, шпал або мостових прольотів. Але головною особливістю і властивістю подібних матеріалів була низька технологічність на етапі роботи з сумішшю, адже її легкоукладальність характеризувалася жорсткістю на рівні Ж3 і вище.

Надміцний бетон нового покоління являє собою не просто матеріал з високою стійкістю до різних механічних навантажень, але і високотехнологічну суміш. Укладання такого матеріалу в конструкцію будь-якої геометрії не тільки не ускладнюється, але і дозволяє скоротити кількість задіяних робочих.

Висока рухливість і щільна структура суміші забезпечують здатність самоущільнення, що дозволяє працювати з матеріалом без застосування вібраторів.

Здатність до самостійного ущільнення

Саме властивості бетонної суміші істотно відрізняють камінь високої міцності, затребуваний в будівельній галузі в даний час. За рахунок здатності до самостійного заповнення форми і ущільнення він отримав назву самоуплотняющегося або СУБ.

Подібні властивості досягаються за рахунок створення унікальної структури, яка передбачає безперервну гранулометрію всіх компонентів. Фактично розмір часток в тілі бетону змінюється від 5 мкм до 20 мм без розривів, що дозволяє отримати так звану реологічно активну матрицю, здатну текти і ущільнюватися під власною вагою. Завдяки поєднанню в'яжучого, активних і інертних мінеральних добавок, дрібного заповнювача різної крупності, система залишається стабільною. Але підбір складу високоміцного штучного каменю складний, адже створити збалансовану систему з такої кількості компонентів непросто.

Сфера застосування

Подібний матеріал володіє дуже високою собівартістю, що істотно обмежує область його використання. Крім того, потенціал настільки міцного бетону мало затребуваний в рядових проектах і масовому будівництві.

Основною сферою застосування надміцного композиту є складні з геометрії проекти або висотні будівлі. Раніше вважалося, що бетон не здатний витримувати навантаження при зведенні споруд в сотні поверхів. Класичний штучний камінь в основі будівлі і на перших його поверхах руйнувався через занадто великого навантаження. Саме тому хмарочоси зводили з металу і скла.

Але сучасні надміцні композити здатні не тільки витримати таке навантаження, але і дозволяють скоротити товщину всіх несучих конструкцій, що зменшує загальну вагу будівлі. Саме тому високоміцний бетон широко застосовується при зведенні сучасних висотних будівель. Його часто використовують при заливці конструкцій складної геометрії, які раніше збиралися з декількох елементів. Такий бетон часто застосовують для виготовлення мостових прольотів великої довжини.

Фактично подібний композит спрямований на вирішення складних архітектурних або інженерних задач і рідко використовується в масовому будівництві.

Основні характеристики

Надміцний бетон нового покоління відрізняється широким набором властивостей, тому найчастіше їх ділять на два блоки.

Показники бетонної суміші

До першого відносять параметри бетонної суміші, серед яких основними вважаються:

• рухливість з Розпливаючись конуса на рівні 65 - 70 см;
• коефіцієнт ущільнення 1,0 - 1,4;
• час збереження реологічних властивостей не менше 3 - 4 годин;
• мінімальна розшаровуваність;
• воздухосодержанія не більше 1%.

Здатність суміші зберігати свої властивості в часі вкрай важлива, адже транспортування матеріалу від заводу до об'єкта може зайняти пару годин. Не менш важливо забезпечити однорідність суміші, адже розшарування призведе до повної втрати властивостей затверділого бетону.

Параметри готового каменю

До другого блоку відносять характеристики вже затверділого композиту. До основних серед них можна віднести:

• міцність на стиск в діапазоні 50 - 100 МПа і на розтяг при згині не менше 4 МПа;
• щільність і порового структуру;
• низьку стираність;
• морозостійкість від F400 і водонепроникність від W10;
• Водополгощеніе не більше 1%;
• невеликий модуль зсуву.

З урахуванням здатності суміші такого бетону до утворення максимально щільного тіла виникає небезпека виникнення мікротріщин через надмірні напруги під час гідратації. Процес твердіння бетону супроводжується виділенням великої кількості тепла, а в матеріалі настільки щільною структури цей надлишок енергії просто нікуди подіти. Саме тому важливо забезпечити адекватну поровим структуру, яка буде працювати буфером для надлишку енергії і напруг.

Виробництво композиту

Виготовлення високоміцного бетону в порівнянні зі звичайним важким розчином відрізняється більшою складністю. По-перше, для забезпечення якісного змішування компонентів необхідно використовувати сучасні двохвалкові швидкісні змішувачі, здатні фактично перетирати суміш сировинних компонентів.

По-друге, щоб забезпечити всі властивості матеріалу потрібно дотримуватися точне дозування компонентів і черговість їх завантаження. В результаті замість класичних 3 - 4 бункерів потрібно 6 - 8, що збільшує вартість установки. Будь-яке коливання у вологості матеріалів призводить до випуску шлюбу, тому лінії подачі піску і щебеню обладнуються спеціальними датчиками вологості для постійного коригування витрати води.

При виготовленні суміші спочатку змішуються матеріали малих фракцій, наприклад, цемент, мінеральна добавка і мікронаповнювачів. Потім додається пісок, вода з хімічними модифікаторами і великий заповнювач. Час перемішування збільшується в 2 - 3 рази і становить не менше 1,5 - 2 хвилин.

Тільки суворе дотримання виробничої дисципліни дозволяє отримати композит заданих властивостей і параметрів.