Виды бетона - Types of concrete

А шоссе вымощен бетон
Модульные бетонные блоки для мощения
Бетонный тротуар с печатью подрядчика и датой размещения

Бетон выпускается в различных композициях, отделках и эксплуатационных характеристиках, чтобы удовлетворить широкий спектр потребностей.

Смешайте дизайн

Современный бетонная смесь конструкции могут быть сложными. Выбор бетонной смеси зависит от требований проекта как с точки зрения прочности и внешнего вида, так и с точки зрения местного законодательства и строительных норм.

Дизайн начинается с определения требований к бетону. Эти требования учитывают погодные условия, которым бетон будет подвергаться при эксплуатации, и требуемую расчетную прочность. Прочность бетона на сжатие определяется путем взятия стандартных формованных образцов цилиндров стандартного твердения.

Необходимо принимать во внимание множество факторов, от стоимости различных добавок и заполнителей до компромисса между «проседанием» для легкости смешивания и укладки и максимальной производительностью.

Затем создается смесь с использованием цемент (Портландцемент или другой вяжущий материал), крупные и мелкие заполнители, вода и химические добавки. Также будет указан метод смешивания и условия, в которых его можно использовать.

Это позволяет пользователю бетона быть уверенным, что конструкция будет работать должным образом.

Для специального применения были разработаны различные типы бетона, которые стали известны под этими названиями.

Бетонные смеси также можно проектировать с помощью программного обеспечения. Такое программное обеспечение дает пользователю возможность выбрать предпочтительный метод проектирования смеси и ввести данные о материалах, чтобы получить надлежащие конструкции смеси.[1]

Исторический бетонный состав

Бетон используется с давних времен. Обычный римский бетон, например, был сделан из вулканический пепел (пуццолана ), и гашеная известь. Римский бетон превосходил другие рецепты бетона (например, состоящий только из песка и извести)[2] используется другими культурами. Помимо вулканического пепла для изготовления обычного римского бетона также можно использовать кирпичную пыль. Помимо обычного римского бетона, римляне также изобрели гидравлический бетон, которые они сделали из вулканический пепел и глина.

Современный бетон

Обычный бетон Это термин укладки для бетона, который производится в соответствии с инструкциями по смешиванию, которые обычно публикуются на пакетах с цементом, обычно с использованием песка или другого обычного материала в качестве заполнителя и часто смешиваемого в импровизированных контейнерах. Ингредиенты в любой конкретной смеси зависят от характера применения. Обычный бетон обычно может выдерживать давление от 10 МПа (1450 psi ) до 40 МПа (5800 фунтов на квадратный дюйм), с более легкими режимами использования, такими как ослепляющий бетон, имеющий гораздо более низкий рейтинг МПа, чем конструкционный бетон. Доступны многие типы предварительно смешанного бетона, которые включают порошкообразный цемент, смешанный с заполнителем, для которого требуется только вода.

Обычно замес бетона может быть изготовлен из 1 части портландцемента, 2 частей сухого песка, 3 частей сухого камня и 1/2 части воды. Детали указаны по весу, а не по объему. Например, 1 кубический фут (0,028 м3) бетона может быть изготовлен из 22 фунтов (10,0 кг) цемента, 10 фунтов (4,5 кг) воды, 41 фунт (19 кг) сухого песка, 70 фунтов (32 кг) сухого камня (от 1/2 до 3/4 дюйма). камень). Это составит 1 кубический фут (0,028 м3) бетона и будет весить около 143 фунтов (65 кг). Песок должен быть строительным или кирпичным песком (по возможности промытый и профильтрованный), а камень по возможности должен быть промыт. Органические материалы (листья, веточки и т. Д.) Следует удалить из песка и камня, чтобы обеспечить максимальную прочность.

Высокопрочный бетон

Высокопрочный бетон имеет прочность на сжатие более 40 МПа (5800 фунтов на кв. дюйм). В Великобритании BS EN 206-1[3] определяет высокопрочный бетон как бетон с классом прочности на сжатие выше C50 / 60. Высокопрочный бетон получают за счет снижения водоцементного отношения (В / Ц) до 0,35 или ниже. Часто кремнеземный дым добавляется для предотвращения образования кристаллов свободного гидроксида кальция в цементной матрице, которые могут снизить прочность связи цемент-заполнитель.

Низкое соотношение W / C и использование микрокремнезема делают бетонные смеси значительно менее удобоукладываемыми, что, в частности, может стать проблемой для высокопрочных бетонов, где, вероятно, будут использоваться плотные арматурные каркасы. Чтобы компенсировать снижение удобоукладываемости, суперпластификаторы обычно добавляются в высокопрочные смеси. Для высокопрочных смесей необходимо тщательно выбирать заполнитель, так как более слабые заполнители могут быть недостаточно прочными, чтобы противостоять нагрузкам, прилагаемым к бетону, и вызывать разрушение в заполнителе, а не в матрице или в пустотах, как обычно происходит в обычных условиях. бетон.

В некоторых случаях применения высокопрочного бетона критерием расчета является модуль упругости а не предел прочности на сжатие.

Штампованный бетон

Штампованный бетон это архитектурный бетон с превосходной обработкой поверхности. После того, как бетонный пол был уложен, на поверхность пропитываются отвердители (могут быть пигментированы) и штампуется форма, которая может иметь текстуру, имитирующую камень / кирпич или даже дерево, для получения привлекательной текстурированной поверхности. После достаточного затвердевания поверхность очищается и обычно герметизируется для обеспечения защиты. Износостойкость штампованного бетона, как правило, отличная, поэтому она используется на парковках, тротуарах, пешеходных дорожках и т. Д.

Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками

Бетон с высокими эксплуатационными характеристиками (HPC) - это относительно новый термин для обозначения бетона, который соответствует ряду стандартов, превышающих стандарты для наиболее распространенных применений, но не ограничивается прочностью. Хотя весь высокопрочный бетон также является высокопрочным, не весь высокопрочный бетон обладает высокой прочностью. Вот некоторые примеры таких стандартов, используемых в настоящее время в отношении HPC:

  • Легкость размещения
  • Уплотнение без сегрегация
  • Сила раннего возраста
  • Долгосрочные механические свойства
  • Проницаемость
  • Плотность
  • Теплота увлажнения
  • Стойкость
  • Стабильность объема
  • Долгая жизнь в суровых условиях
  • В зависимости от его реализации экологические[4]

Бетон со сверхвысокими характеристиками

Бетон со сверхвысокими характеристиками это новый тип бетона, который разрабатывают агентства, занимающиеся защитой инфраструктуры. UHPC характеризуется тем, что представляет собой цементный композитный материал, армированный стальной фиброй, с прочностью на сжатие от 150 МПа до 250 МПа и, возможно, выше.[5][6][7]UHPC также характеризуется составом материала: обычно мелкозернистый песок, белая сажа, мелкие стальные волокна и специальные смеси высокопрочного портландцемента. Обратите внимание, что нет крупного агрегата. Текущие типы в производстве (Ductal, Taktl и т. Д.) Отличаются от обычного бетона при сжатии своим деформационным упрочнением с последующим внезапным хрупким разрушением. Постоянные исследования отказов UHPC в результате разрушения при растяжении и сдвиге проводятся множеством государственных учреждений и университетов по всему миру.

Микроармированный бетон со сверхвысокими характеристиками

Микроармированный бетон со сверхвысокими характеристиками это следующее поколение UHPC. В дополнение к высокой прочности на сжатие, долговечности и стойкости к истиранию UHPC, микроармированный UHPC отличается исключительной пластичностью, поглощением энергии и стойкостью к химическим веществам, воде и температуре.[8] Сплошная многослойная трехмерная сетка из микростали превосходит UHPC по долговечности, пластичности и прочности. Характеристики прерывистых и рассеянных волокон в UHPC относительно непредсказуемы. Микроармированный UHPC используется в противовзрывных, баллистических и сейсмоустойчивых конструкциях, конструктивных и архитектурных перекрытиях и сложных фасадах.

Ducon был одним из первых разработчиков микроармированного UHPC,[9][10] который был использован при строительстве нового Всемирного торгового центра в Нью-Йорке.[11][12][13]

Самоуплотняющийся бетон

Было обнаружено, что дефекты бетона в Японии в основном связаны с высоким водоцементным соотношением, повышающим удобоукладываемость. Плохое уплотнение произошло в основном из-за необходимости скорейшего строительства в 1960-х и 1970-х годах. Хадзиме Окамура предвидел необходимость в бетоне, который является легко обрабатываемым и не требует механической силы для уплотнения. В течение 1980-х Окамура и его доктор философии Студент Казамаса Одзава из Токийского университета разработал самоуплотняющийся бетон (SCC), который был связным, но текучим и принимал форму опалубки без использования какого-либо механического уплотнения. SCC известен в США как самоуплотняющийся бетон.

SCC характеризуется следующим:

  • чрезвычайная текучесть, измеренная течь, обычно между 650–750 мм на расходомере, а не спад (высота)
  • нет необходимости в вибраторы уплотнять бетон
  • более легкое размещение
  • нет кровотечения, или совокупная сегрегация
  • повышенное давление напора жидкости, которое может отрицательно сказаться на безопасности и качестве изготовления

SCC может сэкономить до 50% затрат на рабочую силу за счет ускорения разливки на 80% и уменьшения износ на опалубка.

В 2005 г. на самоуплотняющиеся бетоны приходилось 10–15% продаж бетона в некоторых странах Европы. В промышленности сборного железобетона в США на долю SCC приходится более 75% производства бетона. 38 кафедр транспорт в США согласны с использованием SCC для строительства дорог и мостов.

Эта новая технология стала возможной благодаря использованию поликарбоксилатов. пластификатор вместо более старых полимеров на основе нафталина и модификаторов вязкости для устранения сегрегации агрегатов.

Вакуумный бетон

В настоящее время ведутся исследования вакуумного бетона, получаемого с использованием пара для создания вакуума внутри бетоносмесителя для выпуска пузырьков воздуха внутри бетона. Идея состоит в том, что пар обычно вытесняет воздух над бетоном. Когда пар конденсируется в воду, он создает низкое давление над бетоном, которое вытягивает воздух из бетона. Это сделает бетон прочнее, так как в смеси будет меньше воздуха. Недостатком является то, что смешивание должно производиться в герметичном контейнере.

Конечная прочность бетона увеличивается примерно на 25%. Вакуумный бетон затвердевает очень быстро, так что опалубку можно снять в течение 30 минут после заливки даже на колоннах высотой 20 футов. Это имеет значительную экономическую ценность, особенно на заводе по производству сборных железобетонных изделий, поскольку формы можно повторно использовать через частые промежутки времени. Прочность сцепления вакуумного бетона примерно на 20% выше. Поверхность вакуумного бетона полностью свободна от точечной коррозии, а верхние 1/16 дюйма очень устойчивы к истиранию. Эти характеристики особенно важны при строительстве бетонных конструкций, которые должны контактировать с проточной водой с высокой скоростью. Он хорошо сцепляется со старым бетоном и, следовательно, может использоваться для восстановления покрытия дорожных плит и других ремонтных работ.

Торкрет-бетон

Основная статья: Торкрет-бетон

Торкрет-бетон (также известный под торговым названием Gunite) использует сжатый воздух для попадания бетона в раму или конструкцию (или в них). Самым большим преимуществом этого процесса является то, что торкрет-бетон можно наносить над головой или на вертикальные поверхности без опалубки. Его часто используют для ремонта или укладки бетона на мосты, плотины, бассейны и в других областях, где формовка дорогостоящая или когда обработка материалов и установка затруднены. Торкрет-бетон часто используется на вертикальных поверхностях грунта или скал, так как он устраняет необходимость опалубка. Иногда его используют для опоры скалы, особенно в туннелирование. Торкрет-бетон также используется в тех случаях, когда просачивание является проблемой для ограничения количества воды, попадающей на строительную площадку из-за высокого уровня грунтовых вод или других подземных источников. Этот тип бетона часто используется как средство для быстрого устранения атмосферных воздействий на рыхлых грунтах в зонах строительства.

Существует два метода нанесения торкретбетона.

  • сухая смесь - сухая смесь цемента и заполнителей заливается в машину и транспортируется с сжатый воздух через шланги. Вода, необходимая для увлажнения, добавляется через насадку.
  • влажная смесь - смеси приготовлены со всей необходимой водой для увлажнения. Смеси перекачиваются по шлангам. К форсунке добавляется сжатый воздух для распыления.

Для обоих методов добавки, такие как ускорители и может быть использовано армирование волокном.[14]

Лимекрет

В известняк, известковый бетон или римский бетон то цемент заменяется на Лайм.[15]Одна успешная формула была разработана в середине 1800-х годов Доктор Джон Э. Парк.[16]Известь использовалась со времен Римской империи либо в качестве массового бетона для фундамента, либо в качестве легкого бетона с использованием различных заполнителей в сочетании с широким спектром пуццоланы (обожженные материалы), помогающие добиться повышенной прочности и скорости схватывания. Известковый бетон использовался для строительства монументальной архитектуры во время и после римской конкретная революция а также для широкого спектра применений, таких как полы, своды или купола. За последнее десятилетие вновь возник интерес к использованию извести для этих целей.

Экологические преимущества

  • Известь сжигается при более низкой температуре, чем цемент, и поэтому дает немедленную экономию энергии на 20% (хотя печи и т.д. улучшаются, поэтому цифры меняются). Стандартный известковый раствор содержит около 60-70% энергии цементного раствора. Он также считается более экологически чистым из-за его способности через карбонизацию повторно поглощать собственный вес в Углекислый газ (компенсируя выделение при горении).
  • Известковые растворы позволяют повторно использовать и перерабатывать другие строительные компоненты, такие как камень, дерево и кирпич, поскольку их можно легко очистить от раствора и известкового раствора.
  • Известь позволяет использовать другие натуральные и экологически чистые продукты, такие как дерево (включая древесное волокно, древесноволокнистые плиты), коноплю, солому и т. Д., Благодаря своей способности контролировать влажность (если бы использовался цемент, эти здания были бы компостом!).

Польза для здоровья

  • Известковая штукатурка является гигроскопичный (буквально означает «поиск воды»), который отводит влагу из внутренней среды во внешнюю, это помогает регулировать влажность, создавая более комфортную среду обитания, а также помогает контролировать конденсацию и рост плесени, которые, как было показано, связаны с аллергией и астмы.
  • Известковые штукатурки и известковая вода нетоксичны, поэтому они не способствуют загрязнению воздуха в помещениях, в отличие от некоторых современных красок.

Проницаемый бетон

Основная статья: Проницаемый бетон

Проницаемый бетон, используется в проницаемое покрытие, содержит сеть отверстий или пустот, позволяющих воздуху или воде проходить сквозь бетон

Это позволяет воде стекать через него естественным путем, и может как удалить обычную дренажную инфраструктуру поверхностных вод, так и обеспечить пополнение грунтовые воды когда обычный бетон - нет.

Он формируется путем пропуска части или всего штрафа совокупность (штрафы). Оставшийся крупный агрегат затем связан относительно небольшим количеством портландцемент. Когда установлено, обычно от 15% до 25% объема бетона составляют пустоты, позволяя воде стекать со скоростью около 5 галлонов / фут.2/ мин (70 л / м2/ мин) через бетон.

Установка

Проницаемый бетон укладывается путем заливки в формы, затем стяжки для выравнивания (не сглаживания) поверхности, а затем уплотнения или утрамбовки на место. Из-за низкого содержания воды и воздухопроницаемость, в течение 5–15 минут после утрамбовки бетон должен быть покрыт полиэтиленом толщиной 6 мил, иначе он преждевременно высохнет и не будет должным образом гидратирован и не затвердеет.

Характеристики

Пропускающий бетон может значительно снизить уровень шума, позволяя воздуху попасть между шинами автомобиля и проезжей частью. Этот продукт нельзя использовать на основных автомагистралях штата США в настоящее время из-за высоких значений фунта на квадратный дюйм, необходимых в большинстве штатов. Проницаемый бетон до сих пор испытывался под давлением 4500 фунтов на квадратный дюйм.

Ячеистый бетон

Газобетон, полученный путем добавления в бетон воздухововлекающего агента (или легкого заполнителя, такого как керамзитовый заполнитель или пробка гранулы и вермикулит ) иногда называют ячеистый бетон, легкий газобетон, бетон переменной плотности, Пенобетон и легкий или сверхлегкий бетон,[17][18] не путать с газобетон автоклавный, который производится на выезде совершенно другим способом.

В 1977 г. работа над Язык шаблонов: Города, Здания и Строительство, архитектор Кристофер Александр написал в шаблоне 209 на Хорошие материалы:

Обычный бетон слишком плотный. Тяжело и тяжело работать. После того, как он застынет, его нельзя разрезать или прибить. И это [sic ] поверхность будет некрасивой, холодной и твердой на ощупь, если она не покрыта дорогой отделкой, не являющейся неотъемлемой частью конструкции.
И все же бетон в той или иной форме является интересным материалом. Он жидкий, прочный и относительно дешевый. Он доступен почти во всех частях света. Профессор инженерных наук Калифорнийского университета П. Кумар Мехта даже недавно нашел способ превращать заброшенную рисовую шелуху в портландцемент.
Есть ли способ совместить все эти хорошие качества бетона с легким по весу, простым в обработке и приятным финишем материалом? Есть. Можно использовать целый ряд сверхлегких бетонов, которые по плотности и прочности на сжатие очень близки к древесине. С ними легко работать, можно прибивать обычными гвоздями, резать пилой, просверливать деревообрабатывающими инструментами, легко ремонтировать.
Мы уверены, что сверхлегкий бетон - это один из важнейших сыпучих материалов будущего.

Переменная плотность обычно описывается в кг на м.3, где обычный бетон - 2400 кг / м3. Переменная плотность может достигать 300 кг / м3,[17] хотя при такой плотности он вообще не будет иметь структурной целостности и будет функционировать только как наполнитель или изоляция. Переменная плотность снижает прочность[17] увеличить тепловую[17] и звукоизоляция путем замены плотного тяжелого бетона воздухом или легким материалом, таким как глина, пробковые гранулы и вермикулит. Есть много конкурирующих продуктов, в которых используется пенообразователь, напоминающий крем для бритья, для смешивания пузырьков воздуха с бетоном. У всех один и тот же результат: бетон вытесняется воздухом.

Свойства пенобетона[19]
Плотность в сухом состоянии (кг / м3)7-дневная прочность на сжатие (Н / мм2)Теплопроводность * (Вт / мК)Модуль упругости (кН / мм2)Усадка при высыхании (%)
4000.5 – 1.00.100.8 – 1.00.30 – 0.35
6001.0 – 1.50.111.0 – 1.50.22 – 0.25
8001.5 – 2.00.17 – 0.232.0 – 2.50.20 – 0.22
10002.5 – 3.00.23 – 0.302.5 – 3.00.18 – 0.15
12004.5 – 5.50.38 – 0.423.5 – 4.00.11 – 0.19
14006.0 – 8.00.50 – 0.555.0 – 6.00.09 – 0.07
16007.5 – 10.00.62 – 0.6610.0 – 12.00.07 – 0.06

Применения пенобетона включают:

  • Изоляция крыши
  • Блоки и панели для стен
  • Выравнивающие полы
  • Заполнение пустоты
  • Подземные дороги и обслуживание
  • Мостовидные опоры и ремонт
  • Стабилизация грунта

Пробко-цементные композиты

Трата Пробка гранулы получают при производстве пробок для бутылок из обработанной коры Пробковый дуб.[20] Эти гранулы имеют плотность около 300 кг / м3.3, ниже, чем у большинства легких заполнителей, используемых для изготовления легкого бетона. Пробковые гранулы не оказывают значительного влияния на гидратацию цемента, но пробковая пыль может.[21] Пробковые цементные композиты имеют ряд преимуществ по сравнению со стандартным бетоном, такие как более низкая теплопроводность, более низкая плотность и хорошие характеристики поглощения энергии. Эти композиты могут изготавливаться плотностью от 400 до 1500 кг / м3.3, прочность на сжатие от 1 до 26 МПа и на изгиб от 0,5 до 4,0 МПа.

Бетон, уплотненный роликами

Основная статья: Бетон, уплотненный роликами

Бетон, уплотненный роликамииногда называют рулонный бетон, представляет собой жесткий бетон с низким содержанием цемента, уложенный с использованием методов, заимствованных из землеройных и мощительных работ. Бетон укладывается на покрываемую поверхность и уплотняется на месте с помощью больших тяжелых катков, обычно используемых при земляных работах. Бетонная смесь достигает высокой плотности и со временем затвердевает в прочный монолитный блок.[22] Бетон, уплотненный валками, обычно используется для бетонных покрытий, но также использовался для строительства бетонных дамб, поскольку низкое содержание цемента вызывает меньше тепла, выделяемого при отверждении, чем это типично для обычно размещаемых массивных бетонных заливок.

Стеклобетон

Использование переработанного стекла в качестве заполнителя для бетона стало популярным в наше время, при этом крупномасштабные исследования проводятся в Колумбийском университете в Нью-Йорке. Это значительно увеличивает эстетическую привлекательность бетона. Результаты недавних исследований показали, что бетон, изготовленный из переработанных стеклянных заполнителей, показал лучшую долговременную прочность и лучшую теплоизоляцию благодаря лучшим тепловым свойствам стеклянных заполнителей.[23]

Асфальтобетон

Строго говоря, асфальт тоже форма бетона, с битумный материалы, заменяющие цемент в качестве связующего.

Бетон быстрой прочности

Этот тип бетона способен развить высокое сопротивление в течение нескольких часов после изготовления. Эта функция имеет такие преимущества, как раннее снятие опалубки и очень быстрое продвижение процесса строительства, отремонтированные дорожные покрытия, которые становятся полностью готовыми к эксплуатации всего за несколько часов. Предельная прочность и долговечность могут отличаться от прочности стандартного бетона в зависимости от деталей композиции.

Прорезиненный бетон

В то время как "прорезиненный асфальт бетон »является обычным, прорезиненный портландцементный бетон (« прорезиненный PCC ») все еще проходит экспериментальные испытания по состоянию на 2009 год.[24][25][26][27]

Нанобетон

Нанобетон содержит частицы портландцемента размером не более 100 мкм.[28] Это продукт высокоэнергетического смешения (ВЭМ) цемента, песка и воды.

Полимербетон

Полимербетон представляет собой бетон, в котором для связывания заполнителя используются полимеры. Полимербетон может набрать большую прочность за короткое время. Например, полимерная смесь может достигнуть 5000 фунтов на квадратный дюйм всего за четыре часа. Полимербетон обычно дороже обычного бетона.

Геополимерный бетон

Геополимерный цемент является альтернативой обычному портландцементу и используется для производства геополимерного бетона путем добавления обычных заполнителей в геополимерный цементный раствор. Он изготовлен из неорганических алюмосиликатных (Al-Si) полимерных соединений, которые можно утилизировать переработанные промышленные отходы (например, летучая зола, доменный шлак ) в качестве производственных ресурсов, что приводит к снижению выбросов углекислого газа до 80%. Утверждается, что геополимерный бетон обеспечивает большую химическую и термическую стойкость и лучшие механические свойства как в атмосферных, так и в экстремальных условиях.

Подобные бетоны использовались не только в Древний Рим (увидеть Римский бетон ), но и в первом Советский Союз в 1950-1960-х гг. Здания в Украина все еще стоят после 45 лет.[нужна цитата ]

Огнеупорный цемент

Высокотемпературные приложения, такие как каменные печи и тому подобное, обычно требуют использования огнеупорный цемент; Бетоны на основе портландцемента могут быть повреждены или разрушены повышенными температурами, но огнеупорные бетоны лучше выдерживают такие условия. Материалы могут включать кальциево-алюминатные цементы, огненная глина, ганистер и минералы с высоким содержанием алюминия.

Инновационные смеси

Текущие исследования альтернативных смесей и компонентов выявили потенциальные смеси, которые обещают радикально разные свойства и характеристики.

Гибкий самовосстанавливающийся бетон

Исследователи из университет Мичигана разработали Спроектированные цементные композиты (ECC), гнущийся бетон, армированный фиброй. Композит содержит многие ингредиенты, используемые в обычном бетоне, но вместо крупного заполнителя он включает микроволокна.[29]Смесь имеет гораздо меньшее распространение трещин, которые не подвержены обычному растрескиванию и последующей потере прочности при высоких уровнях растягивающего напряжения. Исследователи смогли выдержать деформацию смесей с деформацией выше 3%, выше более типичной 0,1% точки, при которой происходит разрушение. Кроме того, состав материала поддерживает самоисцеление. При появлении трещин в бетоне обнажается особо сухой цемент. Он реагирует с водой и углекислым газом с образованием карбоната кальция и фиксирует трещину.[30][31]

CO2 изоляционные бетоны

Традиционные процессы производства бетона - это энергия и парниковый газ интенсивный. Основные процессы, такие как прокаливание, высокотемпературный обжиг известняк для производства извести выделять большое количество CO2. На этапе затвердевания и отверждения обычный бетон со временем также может поглощать некоторое количество CO.2 с воздуха. По оценкам, цементная промышленность производит 5% мирового CO.2 выбросы, или около 1,4 миллиарда метрических тонн в год. Хотя многие производители работали над повышением энергоэффективности на своих заводах и модифицировали свои цементные смеси для снижения выбросов CO2 производства, это снижение было компенсировано во всем мире увеличением использования бетона в Китае и Индии.[32]

Ряд исследователей пытались увеличить CO2 улавливание способности бетона путем разработки материалов, которые будут накапливать больше CO2 или приобретите его быстрее. Идеальным было бы сделать бетон, который углеродно-нейтральный или даже углерод отрицательный.[32]Один из подходов - использовать силикат магния (тальк ) в качестве альтернативы кальцию. Это снижает температуру, необходимую для производственного процесса, и уменьшает выделение углекислый газ во время стрельбы. Во время фазы закалки дополнительный углерод улавливается.[32][33][34][35][36]

Связанный подход - использование карбонизации минералов (MC) для получения стабильных карбонатных агрегатов из материалов, содержащих кальций или магний, и CO.2. Стабильные заполнители можно использовать в производстве бетона или для производства углеродно-нейтральных строительных блоков, таких как кирпичи или сборный железобетон.[32][37][38][36]CarbonCure Technologies of Nova Scotia использует отходы CO2 от нефтеперерабатывающих заводов для производства кирпича и влажной цементной смеси, что компенсирует до 5% углеродного следа.[32][36]Solidia Technologies из Нью-Джерси обжигает кирпич и сборный бетон при более низких температурах и отверждает их с помощью CO.2 газ, утверждая, что сокращает выбросы углерода на 30%.[32][36]

Другой метод карбонизации минералов на основе кальция был вдохновлен биомимикрия естественных структур кальция. Имбирь Криг Досье компании bioMASON разработал метод производства кирпича без обжига в печи или значительного выделения углерода. Кирпичи выращивают в формах в течение четырех дней в процессе микробиологически вызванное осаждение кальцита. Бактерии Sporosarcina pasteurii формы кальцит из воды, кальция и мочевина, включающий CO2 из мочевины и высвобождая аммиак что может быть полезно для удобрений.[32][39]

Пойкиловидные живые стены

Легкий биорецептивный бетон для использования в жилых стенах

Другой подход включает разработку биорецептивного легкого бетона, который можно использовать для создания пойкиловидный живые стены. Исследователи из Школа архитектуры Бартлетта разрабатывают материалы, которые будут поддерживать рост пойкиловых растений, таких как водоросли, мхи и лишайники. После создания сочетание новых материалов и растений может потенциально улучшить управление ливневыми водами и поглощать загрязнители.[40]

Гипсобетон

Основная статья: Гипсобетон

Гипсобетон это строительный материал используется как пол подстилка[41] используется в деревянная рамка и бетон строительство для пожарные рейтинги,[41] шумоподавление,[41] лучистое отопление,[42] и выравнивание пола. Это смесь гипс, портландцемент, и песок.[41]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ https://concretecontractoraustin.com/
  2. ^ «Исторические рецепты бетона в древние времена, продемонстрированные Колином Ричардсом, археологом-экспериментатором». Channel.nationalgeographic.com. 2012-06-11. Получено 2012-09-11.
  3. ^ BS EN 206-1
  4. ^ Цементируя будущее. Время (2008-12-04). Проверено 20 апреля 2012.
  5. ^ Редаэлли, Дарио; Муттони, Аурелио (май 2007 г.). «Поведение при растяжении армированных бетонных элементов со сверхвысокими характеристиками, армированных волокном» (PDF). Материалы симпозиума CEB-FIP Дубровник. Бетонные конструкции. Получено 23 ноября 2015.
  6. ^ «Сверхвысокие характеристики бетона, армированного волокном». Ассоциация Francaise de Genie Civil, 2002.
  7. ^ «Бетон со сверхвысокими характеристиками: новейший отчет для сообщества мостов» (PDF). FHWA-HRt-13-060: Федеральное управление автомобильных дорог. июнь 2013. Получено 23 ноября 2015.CS1 maint: location (ссылка на сайт)
  8. ^ Хаузер, Стефан (1 февраля 2005 г.). «Микроармированный бетон с высокими эксплуатационными характеристиками открывает новые горизонты». Бетонный завод Интернэшнл. стр. 66–67. Получено 23 ноября 2015. Пресс-релиз Ducon GMBH, Мёрфельден-Вальдорф, Германия
  9. ^ Д'мелло, Сандхья (25 марта 2005 г.). «Взрывобезопасный цемент в ОАЭ». Khaleej Times. Получено 23 ноября 2015.
  10. ^ Миллер, Стивен Х. (2007-10-01). «Взрыв» во взрывозащищенном строительстве ». Кладка Строительство. Получено 23 ноября 2015.
  11. ^ Штольц, Александр (01.07.2014). «Формула рассчитывает толщину бомбонепроницаемого бетона». Эфринген-Кирхен, Германия: Институт Фраунгофера динамики высоких скоростей, Ernst-Mach-Institut EMI. Получено 23 ноября 2015. Пресс-релиз.
  12. ^ Рабикофф, Ричард (21.08.2012). "Технологии делают инженерную фирму конкретным успехом". bmore Media. Получено 23 ноября 2015.
  13. ^ «1 Всемирный торговый центр, Нью-Йорк, защитные меры + архитектурный бетон». Ducon GMBH. Получено 23 ноября 2015.
  14. ^ Домашняя страница Американской ассоциации торкретирования. Shotcrete.org. Проверено 20 апреля 2012.
  15. ^ Исследование возможности использования композитных полов из древесины и известняка. Istructe.org. Проверено 20 апреля 2012.
  16. ^ Лепесток Джон Парк. tpwd.state.tx.us
  17. ^ а б c d «Пенобетон, легкий бетон, ячеистый бетон и пенобетон». Получено 2012-04-20.
  18. ^ Легкий бетон. Ecosmarte.com.au. Проверено 20 апреля 2012.
  19. ^ Состав и свойства пенобетона, Британская цементная ассоциация, 1994.
  20. ^ Гибсон, Л.Дж. и Эшби, М.Ф. 1999. Ячеистые твердые тела: структура и свойства; 2-е издание (в мягкой обложке), Cambridge Uni. Нажмите. С. 453–467.
  21. ^ Караде С.Р., Ирле М.А., Махер К. 2006. Влияние свойств и концентрации гранул на совместимость пробки и цемента. Holz als Roh- und Werkstoff. 64: 281–286 (DOI 10.1007 / s00107-006-0103-2).
  22. ^ Роликовые бетонные покрытия (RCC) | Портлендская цементная ассоциация (PCA). Cement.org. Проверено 20 апреля 2012.
  23. ^ К.Х. Поутос, А. Алани, П.Дж. Уолден, К.М. Сангха. (2008). Относительные изменения температуры в бетоне, изготовленном из переработанного стекольного заполнителя. Строительные и строительные материалы, Том 22, Выпуск 4, Страницы 557–565.
  24. ^ Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать некоторые полезные факты о бетоне
  25. ^ Новые строительные технологии. Ecn.purdue.edu. Проверено 20 апреля 2012.
  26. ^ Исследователь ASU применяет отозванные шины Firestone с пользой. Innovations-report.de (26 июля 2002 г.). Проверено 20 апреля 2012.
  27. ^ Экспериментальное исследование прочности, модуля упругости и коэффициента демпфирования прорезиненного бетона. Pubsindex.trb.org. Проверено 20 апреля 2012.
  28. ^ Тивари, AK; Чоудхури, Субрато (2013). «Обзор применения нанотехнологий в строительных материалах». Труды Международного симпозиума по проектированию в условиях неопределенности: оценка безопасности и управление (ISEUSAM-2012). Чакрабарти, Субрата; Бхаттачарья, Гаутама. Нью-Дели: Springer India. п. 485. ISBN  978-8132207573. OCLC  831413888.
  29. ^ «Исследователи делают изгибаемый бетон». Physorg.com. 4 мая 2005 г.. Получено 21 июн 2018.
  30. ^ «Самовосстанавливающийся бетон для более безопасной и прочной инфраструктуры». Physorg.com. 22 апреля 2009 г.. Получено 21 июн 2018.
  31. ^ Ян, Инцзи; Лепеч, Майкл Д .; Ян, Эн-Хуа; Ли, Виктор С. (май 2009 г.). «Автогенное заживление инженерных цементных композитов в условиях влажно-сухого цикла». Цемент и бетонные исследования. 39 (5): 382–390. Дои:10.1016 / j.cemconres.2009.01.013.
  32. ^ а б c d е ж г Ринде, Меир (2017). «Бетонные решения». Дистилляции. 3 (3): 36–41. Получено 19 июня, 2018.
  33. ^ Уоллинг, Сэм А .; Провис, Джон Л. (22 марта 2016 г.). "Цементы на основе магнезии: 150-летнее путешествие и цементы будущего?". Химические обзоры. 116 (7): 4170–4204. Дои:10.1021 / acs.chemrev.5b00463. PMID  27002788.
  34. ^ «Эко-Цемент». TecEco Pty. Получено 21 июн 2018.
  35. ^ Джа, Алок (31 декабря 2008 г.). «Выявлено: цемент, который ест углекислый газ». Хранитель. Получено 21 июн 2018.
  36. ^ а б c d Майчер, Кристин (19 марта 2015 г.). «Что случилось с зеленым бетоном? Бетон, который поглощает углекислый газ, добился медленных успехов, но, наконец, выходит на рынок». Обзор технологий MIT. Получено 21 июн 2018.
  37. ^ Sanna, A .; Uibu, M .; Caramanna, G .; Kuusik, R .; Марото-Валер, М. М. (2014). «Обзор технологий карбонизации минералов для секвестрации CO». Chem. Soc. Rev. 43 (23): 8049–8080. Дои:10.1039 / C4CS00035H. PMID  24983767. Получено 21 июн 2018.
  38. ^ Мэтьюз, Джон (17 декабря 2012 г.). «Эко-цемент, самое дешевое улавливание углерода на планете». Разговор. Получено 21 июн 2018.
  39. ^ «Хотите сократить выбросы углерода? Попробуйте выращивать цементные кирпичи с бактериями». Час новостей PBS. 7 марта 2017 г.. Получено 21 июн 2018.
  40. ^ «Строительство более зеленых городов с помощью Poikilohydric живых стен». Школа архитектуры Бартлетта. Получено 1 марта 2020.
  41. ^ а б c d Грэди, Джо (2004-06-01). «Тонкости приклеивания к гипсобетонному основанию». Национальные тренды этажей. Получено 2009-09-21.
  42. ^ Грэди, Джо (01.07.2005). «Сомнительные основания для керамической плитки и габаритного камня». Установщик напольных покрытий. Получено 2009-09-21.

https://www.glendaleconcretesolutions.com