Большое разнообразие
строительных сооружений, различие условий их возведения и эксплуатации, а также
необходимость повышения долговечности этих сооружений сделали актуальной
проблему создания специальных вяжущих и бетонов на их основе.
В 70-х годах XX века
в НИИЖБ разработаны напрягающие бетоны и бетоны с компенсированной усадкой,
обеспечивающие конструкциям на их основе повышенную водонепроницаемость,
морозостойкость и стойкость к трещинам, для применения в различных областях
строительства. Такие бетоны создаются на основе портландцемента (ПЦ) и
расширяющих добавок (РД), которые могут быть получены как по обжиговой, так и
по безобжиговой технологиям с применением различных отходов промышленных
производств. Среди многочисленных запатентованных в России выделяются две
добавки к бетону – алюминатносульфатная и алюмооксидная добавки, а также разные
их комбинации, свойства которых определяются условиями гидратации и твердения
алюминатов и сульфоалюминатов кальция, а также их соединений с силикатами и
сульфатами.
В качестве сырья для
получения таких добавок могут быть использованы природные материалы и
промышленные отходы. Особый интерес представляет утилизация крупнотоннажных
отходов, которая позволяет решать проблемы охраны окружающей среды и
ресурсосбережения в строительстве.
Эти добавки вводят в
мельницу, когда приготовляется цемент, или в бетоносмеситель, когда готовится
бетонная смесь. Введение расширяющей добавки в процессе приготовления бетонной
смеси регулирует энергию расширения вяжущего, что позволяет получать бетон для
сборного и монолитного строительства, как с компенсированной усадкой, так и
напрягающие с различной энергией самонапряжения, обеспечивая высокое качество
изделий.
Как известно [см.
Кузнецова Т. В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. М.: Стройиздат, 1986],
в основе расширения бетонов с использованием РД лежит то же явление, что и при
коррозии III вида [см. Москвин В. М. Коррозия бетона. М.: Госстройиздат, 1952;
Михайлов В. В., Рубецкая Т. В.,Титова Л. А. К вопросу о сульфатостойкости
бетона на напрягающем цементе // Бетон и железобетон. 1974, № 3], т. е. наличие
растягивающих усилий, возникающих в порах бетона в результате увеличения объема
кристаллизующихся солей или замерзания воды.
При этом явления,
которые происходят во время сульфатной коррозии, аналогичны процессам
расширения взаимодействия алюмо- и сульфатсодержащих материалов, т.е.
образованию гидросульфоалюмината кальция (ГСАК) в первые сутки параллельно с
гидратацией. В этот период структура бетона склонна к пластическим деформациям,
и образование ГСАК не приводит к ее разрушению.
