Главная → Статьи

Современная наука о цементе и бетоне

Технология цемента и бетона в наше время значительно продвинулась вперед по сравнению с тридцатыми годами, когда оценка пригодности цемента для различных видов бетона производилась лишь на глаз и с большим приближением. Значительный прогресс в изучении свойств и применении портландцементного бетона был достигнут во время проектирования и строительства плотины Боулдер Дам. В этой работе удалось установить, что можно управлять процессами раннего тепловыделения в бетоне и свести до минимума тепловую усадку, применив цементы определенного химического и минералогического состава. Другие опытные исследования, показавшие зависимость еульфатостойкости цемента от его минералогического состава, способствовали выработке современных пяти типов портландцемента по номенклатуре Американского общества испытания материалов (АСТМ).

Еще до этих работ одним из крупнейших достижений явилось, несомненно, внедрение в практику проектирования состава бетона водо-цементного фактора (отношения), разработанного Абрамсом. Этот фактор позволяет заранее рассчитать основные свойства, и в частности прочность, которыми будет обладать изготовленный портландцементный бетон.

Заметное разбухание и растрескивание бетона плотины Паркер Дам в Аризоне, обнаружившееся через много лет после ее постройки, совпало с результатами работ Томаса Стэнтона в штате Калифорния. Это обстоятельство заставило строителей обратить внимание на опасность применения опаловидных заполнителей, вступающих в химическое взаимодействие со щелочами портландцемента. Хотя эта проблема актуальна лишь для некоторых районов страны, ее изучение было дальнейшим шагом вперед в развитии цементной и бетонной технологии.

Но наиболее важным событием в технологии бетона за последние годы является открытие того факта, что вовлечение некоторого, заранее установленного количества воздуха улучшает свойства бетона. Самым убедительным примером этого является значительное увеличение долговечности бетона в результате вовлечения воздуха. Точно так же удалось с помощью воздуховов-лечения практически ликвидировать расслаивание бетонных покрытий, вызываемое чередующимся замораживанием и оттаиванием, особенно при применении различных солей против обледенения.

Улучшилась и водонепроницаемость бетона. Повышенная удо-боукладываемость бетонов с воздухововлекающими добавками, особенно тощих бетонных смесей, позволяет применять их в массивных сооружениях при пониженном расходе цемента — 145 кг на 1 м3 бетона. Такой тощий бетон обеспечивает значительное понижение первоначального выделения тепла и минимальное растрескивание тела плотины. Кроме того, пониженный расход цемента дает большую экономию средств. При строительстве одной плотины в Калифорнии стоимостью 30 млн. долларов применение воздухововлекающих добавок позволило сэкономить около 2 млн. долларов.

Несмотря на большие успехи, достигнутые наукой о цементе и бетоне, имеется еще немало невыясненных вопросов, связанных с твердением портландцементного бетона. Мы еще недостаточно знаем механизм физических и химических изменений, происходящих при взаимодействии цемента с водой, а также природу образующихся при этом продуктов гидратации. Можно рассчитывать, что, овладев этими знаниями, мы успешно решим все стоящие перед нами задачи в области бетона.

Ваш отзыв