Промышленный опыт, теория и экспе­риментальные исследования показывают, '^о тепловлажностиую обработку (ТВО) изделий из тяжелых бетонов целесооб­разно осуществлять в камерах с непод­вижной паровоздушной смесью при от - иосительиой влажности .ф=95...100% и °Днородной температуре греющей среды ао всем объеме камеры; такой режим сводит к минимуму вредные высушива­ние бетона и температурный градиент в сечении бетона и в разных участках конструкции.

В статье [1] предлагается иная тех­нология ТВО, а именно циркуляция греющей среды с <р=80...90% с по­мощью двух систем. В течение 15...20 мнн сразу после формования изделия обдувают горячим воздухом при 60...85°С, перемещают их в зону подъема темпе­ратуры, куда вводят острый пар и однов­ременно подогретую в электрокалорифе­ре паровоздушную смесь. В зоне изо­термического прогрева действует такая же система, но температура подвижной паровоздушной смесн повышается до Ю0...110°С с ф=80—90%. В конечной зоне изделия обдувают смесью с ф= =60...70%. В результате с 1 м! поверх­ности бетона испаряется от 0.6...0.8 до

43

В индустриально развитых странах «цр;1 ь НиГГОЯЩее время из сборного и МОНОЛИТНОГО (в том числе преднап - рилеш.'о. и) железобетона изготовляют основнои ибъем фундаментов, каркасов, стмюлыл ограждений, перекрытий и пок­рытии для одноэтажных и многоэтаж­ных производственных и гражданских зданий, значительную часть конструк­ций, йспользуемых в инженерных ком­плексах и сооружениях для всех отрас­лей строительства.

Абсолютные объемы применения в строительстве сборного и монолитного бетона и железобетона составляют в СССР — 260, США — 250...260, Японии — 231, Италии—120...130, ФРГ—105 млн. м3 и т. д. По душевому показате­лю на первом месте стоят малые евро­пейские страны, например Финляндия—

3; пз высокоразвитых: Япония — 2,1,

США — 1,2, СССР —0,9 м3/чел.

Годовое производство цемента (ос­новного вяжущего для. бетона) в ми­ре в настоящее время приближается к

1 млрд. г, в том числе КНР —140 (в 1990 г. КНР планирует производст­во 180 млн. т цемента), СССР — 136, Япония — 77, США—81 (с учетом им­порта), Италия — 36, ФРГ — 28, Фран­ция—26, Мексика — 21, Бразилия — 20 млн. т и т. д. Для капиталистичес­ких стран эти показатели колеблются в зависимости от экономической конъюнк­туры. Необходимо отметить, что произ­водственные мощности цементной про­мышленности в США используются при­мерно на 75%.

Цемент является наиболее энергоем­ким компонентом бетона, на его произ­водство по зарубежным данным тре­буется 238 кг уел. топлива на 1 т (в СССР, для сравнения, 266 кг/т); сталь — 1410 кг уел. топлива. В целом же Сетон требует примерно 115 кг уел. топ­лива — показатель более низкий, чем для других строительных материалов. Для СССР он в зависимости от клас - сл бетона составляет 100...200 кг уел. топлива. Низкая энергоемкость бетона одна из гарантий его преимуществен­ного применения и в будущем.

Повышается активность цемента, раз­нообразится его ассортимент примени­тельно к различным областям примене­ния. В то же время возрастающую роль

Играет фактор снижения энергоемкости производства цемента. В среднем за ис­текшие 30 лет потребление энергии на производство 1 т цемента сократилось на 20 % > прежде всего за счет приме­нения так называемого сухого способа производства. Дальнейшее снижение энергоемкости цемента можно достиг­нуть применением активных минераль­ных добавок: шлаков, зол, пуццоланов. Эти добавки широко используются, осо. бенно для цементов средних классов, по прочности, объем производства которых достигает 60%- Повсеместно наблю­дается рост производства таких цемен­тов. Наряду с повышением качества портландцемента начинают применять его разновидности и новые виды вя­жущих — особобыстротвердеющие цементы, позволяющие отказаться от тепловлажностной обработки; безуса­дочные и напрягающие цементы; поли - мерцементные и шлакощелочные вяжу­щие и т. д.

На сегодняшний день производство цемента на душу _ населения для раз­ных стран и регионов мира составляет, кг: Япония — 660, страны Западной Ев­ропы— 550...650, СССР — 450, США — 340, страны Латинской Америки — 140, страны Азии — 80, Африки — 50.

В структуре цементов, производимых в США, Японии, Великобритании, ФРГ и других странах, как и в нашей стра­не, преобладает портландцемент, на долю которого приходится 75...90%. По данным ВНИИЭСМ, качество со­ветского цемента находится на уров­не-, отвечающем мировым стандартам. Однако доля отечественного цемента, мзечающего высшей категории каче­ства, в 1985 г. составляла только 35%.

Важным для зарубежной и отечест­венной практики является экономия цемента. '

Использование зол ТЭС является эф­фективным способом экономии цемента н уменьшения загрязнения окружающей С]“ *1 дЫ. В мировой практике объем ис­пользования золы-уноса для производ­ства цемента и бетона составляют по данным 1978—1982 гг., %: Франция— 24. Великобритания — 19, - Польша —14, Дания — 14, ФРГ — 10, Канада — 7,

США — 6, Индия — 1. Мировые отходы голы составляют почти 300 млн. т ежегодно. Из них используют для раз­личных целей только 11,4% (в СССР 3,5% ) •

В обзоре Американской ассоциации но товарному бетону 1985 г. указано, что 31%, илн 50 млн. м3 бетона, еже - юдно отпускаемого заводом, содержит в среднем 65 кг/м3 золы, что позволяет экономить до 2 млн. т цемента. По дан­ным [1]. 50% применяемого в США бетона содержит золу. В некоторых странах имеются стандарты на золу. Это Австрия, Канада, Индия, Япония, Великобритания, США (АБТМ С-618 и др.)«

Из крупных проектов с использова­нием бетона с добавкой золы следует указать градирню высотой 160 м в Ве­ликобритании [2]. Расход основных материалов на 1 м3 бетонной смеси со­ставил, кг: портландцемента — 265, зо­лы— 150, песка — 600, крупного за­полнителя фракции 10...20—1240, В/Ц=0,39.

Общепринятым является введение ак­тивных добавок при производстве це­мента непосредственно на заводе. Од­нако в последнее время благодаря улучшению контроля качества намети­лась тенденция использования шлаков и зол непосредственно на заводах то­варного бетона.

В ФРГ 1 т цемента стоит 70 дол.. в Италии — 55, в Финляндии — 90, Болгарии — 65, США — 60, СССР —

41 дол. Если оценивать стоимость це­мента по отношению к арматуре, то в СССР он относительно дешев (1:5), за рубежом 1 : 3,1 : 3,5.

Средний расход цемента на 1 м3 бе­тона составляет в США — 290, Япо - ' нии—320, СССР-—331 кг/м3. В зару­бежной литературе в последнее время появились публикации о соотношении современных технологических приемов изготовления железобетонных конст­рукций с их долговечностью. В течение последних 35 лет средняя активность портландцемента в Великобритании на­много возросла. В то время как проч­ность цемента повышается, его содер­жание в бетоне снижается, а В/Ц н со­ответственно пористость бетона рас­тут. Увеличение ^пористости снижает защитные свойства бетона по отноше­нию к арматуре. В США и Канаде ак­тивность цемента удвоилась с 1916 по 1936 гг. и с тех пор возросла еще на 60% благодаря увеличению тонкости помола и применению химических моди­фикаторов, В/Ц повысилось до 20%

[3],

В начале века бетон состава 1:2:3 при содержании - цемента 376 кг/м’ имел В/Ц=0,45 и оказался, как пока­зали обследования, долговечным. Бе-

Тбн Того *е класса сейчас приготовля­ют с расходом цемента 230 кг/м3.

Зарубежные и отечественные нссле - дования показывают, что проницае­мость бетона и долговечность зависят от В/Ц. При увеличении В/Ц с 0,4 до 0,8 'проницаемость бетона увеличивает­ся в 1000 раз. Снижение содержания цемента на 15% 'может снизить долго­вечность бетона три действии солей на 90%. Для цементного раствора гари удвоении тонкости 'помола проницае­мость уменьшается на 25%. Важным является уход за бетоном. При увели­чении продолжительности влажного ухода с 7 сут до 1 г. .проницаемость бетона снизилась в 1000 раз. На прак­тике влажный уход едва превышает

1 сут, плохо налажен контроль реаль­ного В/Ц укладываемой смеси, т. е. пренебрегают важнейшими способами повышения долговечности бетона.

Не случайно в некоторых странах имеется тенденция к ограничению рос­та прочности цемента, с тем чтобы не снижать его содержание в объеме бе­тона. На сегодняшний день необходи­мый ремонт дефектов бетоиа из-за не­достаточной долговечности только в проезжей части мостов и перекрытий автогаражей в США оценивается в 75 млрд. дол. Эти затраты являются це­ной иа мнимую экономию цемента, низ­кое качество работ и. плохой уход за бетоном. Планируемым качественным показателем бетона обычно считается прочность. Видимо, настало время пе­ресмотреть приоритеты параметров при оценке методов контроля качества конструкций. На первом месте должна быть долговечность, определяемая в первую очередь контролем В/Ц, расход цемента на единицу объема, уход за свежеуложенным бетоном, толщина за­щитного слоя и качество производства работ. Контроль прочности в этом перечне стоит после других показате­лей [3].

Можно констатировать, что экономия цемента за рубежом является предме­том системного анализа. У иас же эко­номию цемента нередко определяют иа уровне административных решений. В этих условиях нередко рекламируются методы экономии цемента, не прошед­шие надежной проверки для обеспече­ния необходимой долговечности конст­рукций.

Тяжелый бетон в основном применя­ют для изделий и конструкций массо­вого производства в гражданском, про­мышленном и других видах строитель­ства.

Одним из важных направлений тех­нического прогресса в развитии желе­зобетонных конструкций является по­вышение прочности бетоиа. Прочность бетона, применяемого в СССР, в ос­новных несущих конструкциях ниже, чем в аналогичных за рубежом. Ис­пользование высокопрочных тяжелых бетонов в несущих железобетонных эле­ментах зданий позволяет снизить массу конструкций за счет уменьшения объ­ема бетона и получить экономию це­мента, а при равных размерах сечений можно сократить расходы арматурной стали. Снижаются также трудоемкость изготовления, транспортные расходы и приведенные затраты, а главное повы­шается долговечность конструкций. В 1982 г. бетон цилиндрической прочно­стью 97 МПа использовали в конструк­ции небоскреба «Мерчантайл Экс - цейдж» в Чикаго. В 1987 г. имели мес­то поставки бетоиа прочностью 117 МПа.

Разработаны многие приемы получе­ния высокопрочных бетонов. Из мето­дов уплотнения — это вибрация со ста­тическим давлением; использование виб­рационных воздействий, изменяющихся не по синусоиде, а по пилообразной или трапециевидной линии; применение суперпластнфикаторов, прочных запол­нителей, обладающих гидравлическими свойствами, микрокремнезема в качест­ве добавки (что позволяет в лабора­торных условиях получать бетон с проч­ностью более 200 МПа), цементов со специальной гранулометрией зернового состава. Однако применение высоко­прочных бетонов имеет некоторые огра­ничения. Из условий размещения арма­туры площадь сечения элемента может быть больше, чем нужно из условий прочности бетона, модуль. упругости бетона растет непропорционально рос­ту прочности, усложнение технологии получения высокопрочных бетонов мо­жет снизить экономичность конструк­ций.

Модифицирование свойств бетонов путем широкого использования химиче­ских добавок за рубежом является в последнее время доминирующим. На­пример, в США более 70% бетоиа при­меняется с химическими добавками (в СССР—40%)- Из них следует отме­тить, в частности, введение в бетон­ную смесь конденсированного микро - кремиезема —отходом производства ферросилиция, удельная поверхность ко­торого достигает 18...22 тыс. м2/кг, т. е. примерно в 50 раз выше, чем у цемен­та. Бетон с такой добавкой в объеме /...10% массы цемента отличается по­вышенной морозостойкостью и проч­ностью. По зарубежным данным, вве­дение этой добавки значительно снижа­ет водопроницаемость бетоиа, повыша­ет электрическое сопротивление, более чем в 20 раз снижает проницаемость для хлор-нонов [4]. Годовой выход конденсированного микрокремнезема, США оценивается в 0,3 мли. т, а всего - в мире 1,1 млн. т [5].

Имеются примеры использования этой добавки в бетоне для ответствен - ных сооружений (платформы и иску£. ственные острова иа континентальном шельфе, в том числе в Арктике и др.).

В Норвегии и Великобритании разра - ботаны химические добавки, повышаю - шие связность н удобоукладываемость бетонной массы на обычном портланд. цементе. Бетонную смесь с такими до. бавками можно подавать через воду без расслоения. ,

За последние годы в СССР и за ру. бежом интенсивно развиваются нссле - дования и практическое использование суперпластификаторов. В производстве железобетона эти добавки применяюі в США, Швейцарии, Бельгии, Англин н др. В США суперпластификаторы применяют для преднапряженного мо­нолитного железобетона—90%, сборно - го — 60%, обычного монолитного — 5% (в основном подаваемого насоса­ми).

Для приготовления тяжелого бетона за рубежом существует хорошо орга­низованная промышленность по произ­водству щебня, добыче и сортировке гравия, классификация песка. В СССР более половины общего перерасхода цемента связано с применением пред­приятиями загрязненных и мелких пес­ков (Лік = 1,5 и менее), нефракционн - роваииого и немытого щебня, иерассе - янной песчано-гравийной смеси.

Таким образом, в зарубежной прак­тике технология железобетона получи­ла в последние годы существенное раз­витие. Прежде всего сюда следует от­нести широкое применение химических добавок, высокую культуру технологии приготовления бетонной смеси, которая для отдельных сооружений находится на уровне технологии тонких химиче­ских производств, повышение роли от­расли производства бетона как потре­бителя промышленных отходов. В свя­зи с увеличением объемов ремонта ра­нее возведенных железобетонных соо­ружений широко изучается влияние технологических факторов на долго­вечность бетона как определяющего па­раметра его эксплуатационной пригод­ности.