Содержание
На данном этапе развития технического прогресса, бетон является главным строительным материалом, и учёные всех стран прилагают усилия к поиску способов повышения его прочности и долговечности, получения эффектных архитектурных форм и гладких поверхностей, которые не будут нуждаться в дополнительной отделке. По ходу этих поисков долгое время производились эксперименты с нано-частицами, которые и позволили достичь желаемого. Одним из вариантов полученного в итоге материала стал микробетон, о текстуре и прочих особенностях которого и пойдёт речь в статье.
Что такое микробетон, и чем он отличается от нанобетона
Приставка «нано» образовалась в русском языке от латинского «nanos», что в переводе означает «карлик» — соответственно, любое слово с применением такой приставки означает нечто очень маленькое. В международной системе единиц нано обозначает частицу, величина которой в 10−9 степени меньше исходной.
Это максимально возможное измельчение элементов, составляющих твёрдую фазу бетона, при которой его и можно называть наномодифицированным.
Однако степень измельчения может быть менее глубокой. В зависимости от этого показателя специалисты различают такие разновидности тонкомолотых бетонов:
- нанокомпозиционный (измельчение твёрдой фазы до 10-9 степени);
- субмикрокомпозиционный (степень измельчения до 10-7);
- микрокомпозиционный (со скрытокристаллической структурой);
- мезокомпозиционный – он и есть микробетон (измельчение до 10-4 степени, с наличием остаточных зёрен цемента);
- макрокомпозиционный (макропористые и плотные бетоны с измельчением до 10-2 степени).
То есть, перед нами пять видов нанобетонов, отличающихся между собой степенью измельчения твёрдых компонентов и размерами столь же мизерных межкристаллических пор.
Примечание: До нановеличин измельчаются не только традиционные компоненты бетона, но и добавки к нему, способные повлиять на отдельные характеристики: пластичность, коррозионную устойчивость, невосприимчивость к кислотной среде или огнестойкость.
Свойства нанобетона и добавки для него
Разнообразие нанодобавок, улучшающих свойства бетона, достаточно велико, а их выбор осуществляется в зависимости от сферы применения. Например, с их помощью изготавливают самоуплотняющиеся бетоны, которые вообще не нуждаются в уплотнении вибрацией.
Подобные технологии востребованы в высотном строительстве, ведь при отсутствии крупных частиц сила трения во много раз снижается, а это сильно облегчает процесс перекачки смеси на значительную высоту.
Самоуплотняющийся бетон обладает ещё и такими преимуществами:
- увеличенной прочности по сравнению с обычным, даже высокомарочным бетоном;
- меньшим объёмом и весом;
- высокими литьевыми свойствами, может легко принять любую форму;
- экономия трудовых затрат;
- отсутствие пор на поверхности, требующих заделки ремонтными смесями или шпаклёвкой;
- высоким качеством поверхности, что позволяет использовать бетон в качестве декоративного покрытия.
На заметку: Последнее свойство давно взяли на вооружение производители отделочных материалов. Они предлагают самые разные варианты декоративных штукатурных смесей и наливных полов, имитирующих фактуру бетона — например: Luxus Floor Cemento, Deco Floors, MicroDec MICROBETON, Реамикс.
Нанодобавка диоксид кремния
Диоксид кремния является главным компонентом почти всех горных пород, и всем нам знаком по своей основной форме – кварцу. Он составляет прочность любого камня, в том числе и искусственного, поэтому кварцевый песок и добавляется в бетоны и растворы в качестве основного заполнителя. Естественно, нанокремнезём тоже добавляется в бетон для повышения его механических свойств: прочности к изгибу, растяжению и сжатию.
Мельчайшие частицы диоксида кремния заполняют поры между зёрнами цемента, блокируя поступление воды, что уменьшает водоцементное и водотвёрдое соотношение. Благодаря такой добавке снижается совокупное потребление материалов, улучшается прочность и ускоряется её набор, гарантируется высокая пластичность бетонной смеси и отменное качество поверхностей бетонируемых конструкций.
Диоксид титана
Диоксид титана является природным белым пигментом, а его добавление даёт возможность придать бетону не характерный серый, а благородный белый цвет. Он сохраняется в течение всего срока сооружения или конструкции, и даже позволяет ей самоочищаться, поэтому применяется в основном в производстве архитектурных бетонов. Кроме чисто эстетических свойств, двуокись титана имеет и практические – она тоже способствует повышению прочности монолита и повышает износостойкость.
Углеродные трубки и волокна
Изготовленные из углерода трубки имеют длину в несколько миллиметров и нанодиаметр, потому и называются нанотрубками (УНТ). По сути, это армирующий элемент, всего 1% которого, введённый в состав тонкомолотого бетона, позволяет многократно увеличить прочностные характеристики.
Трубки формируют свою собственную молекулярную структуру, что и даёт возможность по-максимуму увеличить прочность бетона на сжатие и растяжение, препятствует появлению в нём трещин.
Для увеличения прочности на изгиб используют нановолокна – прототип полимерной фибры, только очень маленького диаметра. За счёт них в бетоне усиливается натяжение, что увеличивает устойчивость к изгибающим нагрузкам, повышает адгезионные свойства бетона, его морозо- и сейсмическую устойчивость, и делает монолит практически безусадочным.
Чтобы получить эти преимущества, в состав смеси достаточно ввести всего 0,1% нановолокон от общего объема. Единственный минус состоит в том, что их присутствие уменьшает сопротивление сжатию, но этот вопрос решается путём параллельной добавки диоксида кремния.
Заключение
Из-за высокой стоимости нанобетоны не обрели массового применения, и конструктивно используются только на отдельных объектах, где требуется обеспечить высочайшую прочность конструкций или создать единственные в своём роде индивидуальные архитектурные формы. Исключением являются отделочные смеси на тонкомолотых наполнителях и вяжущих, с помощью которых сегодня отделывают интерьеры в стиле арт-бетон.
Микробетонные и микроцементные штукатурки (отличаются тонкостью помола наполнителя) вполне можно назвать венецианскими. Разница только в том, что в венецианках наполнителем служит молотый в муку мрамор или известняк, а в микробетоне – обычный кварцевый песок. Что касается декоративных качеств или принципа нанесения, то тут никаких особых отличий нет.
