УДК 691.3

КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ КРИТЕРИИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ АРХИТЕКТУРНО-ДЕКОРАТИВНЫХ БЕТОНОВ

Мороз М.Н.1, Калашников В.И.2, Суздальцев О.В.3
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, к.т.н.
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, д.т.н., профессор
3Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, инженер

Аннотация
В статье приведена попытка расширения терминологии архитектурно-декоративных бетонов с учетом их визуального восприятия и технологической и экономической эффективности.

Ключевые слова: архитектурно-декоративные бетоны, суперпластификаторы, терминология


CLASSIFICATION CRITERIA FOR THE FORMATION OF THE SURFACE OF ARCHITECTURAL AND DECORATIVE CONCRETES

Moroz M.N.1, Kalashnikov V.I.2, Suzdalsev O.V.3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences
2Penza State University of Architecture and Construction, Doctor of Technical Sciences, Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, engineer

Abstract
In the article the attempt to expand the terminology of architectural and decorative concretes based on their visual perception and technological and economic efficiency.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Мороз М.Н., Калашников В.И., Суздальцев О.В. Классификационные критерии формирования поверхности архитектурно-декоративных бетонов // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/10/72865 (дата обращения: 21.11.2016).

Архитектурно-декоративные бетоны приобретают все большую популярность, заменяя мелкоштучные изделия из керамики. Это объясняется не только идеальным сочетанием конструктивных и художественных возможностей бетонов нового поколения, но и возможностью их использования в крупногабаритных изделиях (стеновые панели, архитектурные формы, декоративные лестничные марши и др.), что определяет их экономическую эффективность. В индустриально развитых странах с совершенствованием технологий получения высокофункциональных высокопрочных бетонов их стали все чаще применять в окрашенном, декорированном виде в качестве архитектурно-декоративных, в том числе и для фасадов зданий класса «Люкс» [1-4].

Предпосылкой к широкому применению бетонов в качестве архитектурно-декоративного материала послужило появление высокоэффективных суперпластификаторов нового поколения и тонкодисперсных минеральных наполнителей и заполнителей различного природного происхождения, в том числе цветных. Благодаря этому стало возможным получение бетонов нового поколения, под которыми подразумеваются бетоны высокой и сверхвысокой прочности, повышенной морозостойкости, коррозионной стойкости и, как следствие, высокой долговечности [5-8] . Это в полной мере относится к декоративно-отделочным бетонам.

Оптимальное сочетание добавок-модификаторов, высокодисперсных пигментов, совмещение с ними других органических и минеральных материалов позволяет управлять реологическими свойствами бетонных смесей и модифицировать структуру бетона на микроуровне так, чтобы придать бетону свойства, обеспечивающие не только качество и эксплуатационную надежность, но и безграничные архитектурные возможности. 

Ранее в исследованиях [9] автором была дана классификация большого числа видов бетонов нового поколения. Но из программы исследования выпали специальные архитектурно-декоративные и защитно-отделочные бетоны нового поколения. Поэтому с целью понимания технологии и основных принципов производства архитектурно-декоративных бетонов нами была разработана и систематизирована новая терминология, представленная в настоящей главе.

В зависимости от тонкости помола и зернистости наполнителей и заполнителей мы классифицируем архитектурный бетон по возрастанию их дисперсности на: порошковый бетон, реакционно-порошковый, порошково-активированный мелкозернистый и порошково-активированный щебеночный.

Такая классификация позволяет получить более полное представление о виде присутствующих в бетонах наполнителей и их зернистости или дисперсности, а также использованного нанометрического микрокремнезема и пигмента.

Еще одним критерием оценки, по которому мы даем классификацию архитектурно-декоративных бетонов, является водоредуцирующий эффект. Этот показатель в бетонах старого поколения определяется по формуле:

где  (В/Ц)н ‒ водоцементное отношение непластифицированной смеси;

(В/Ц)п ‒ водоцементное отношение пластифицированной смеси.

По водоредуцирующему эффекту пластифицированные бетонные смеси старого поколения с разными расходами цемента, принимая классификацию профессора В.И. Калашникова [9], разделяем следующим образом:

расход цемента 150-200 кг/м3 – Вэф = 5-7%;

расход цемента 250-300 кг/м3 – Вэф = 10-15%;

расход цемента 400-600 кг/м3 – Вэф = 20-35%.

Таким образом, для бетонных смесей старого и переходного поколений применение различных пластификаторов, в том числе дорогих зарубежных гиперпластификаторов нового поколения на поликарбоксилатной основе, является малоэффективным  при небольших расходах цемента, в том числе для архитектурно-декоративных бетонов.

Основными показателями, позволившими дать иную классификацию бетонов нового поколения по водоредуцирующему эффекту, явились результаты экспериментов по определению реологической активности каждого дисперсного компонента в отдельности, в комбинации с цементом и порошковых бетонов по водоредуцирующему эффекту в целом. Целью этих экспериментов было значительное увеличение объема дисперсной фазы за счет добавления порошкового наполнителя и пигмента с присутствием нанометрических частиц для высокого разжижающего действия суперпластификатора. Эти эксперименты подтвердили, что производство эффективных архитектурно-декоративных бетонов нового поколения будет реализовано только тогда, когда основные усилия будут направлены на производство и подготовку качественных наполнителей и заполнителей. Было показано, что повышение эффективности архитектурно-декоративных порошковых бетонов может быть достигнуто добавлением ультравысокодисперсных кальцитов и пигментов. В этом случае водоредуцирующий эффект достигает 50% и более.

Таким образом, в архитектурно-декоративных бетонах нового поколения с высоким содержанием водопотребных высокодисперсных и тонкозернистых наполнителей водоредуцирующий эффект становится очень высоким.

Для архитектурно-декоративных бетонов нового поколения необходимым условием является высокое содержания водно-дисперсных суспензий – Vвд. Объем их определяется из суммарного содержания цемента (Vц) , дисперсного наполнителя (Vдн), высокодисперсных пигментов (Vп) и воды (Vв):

                                            Vвд =   Vц + Vдн +  Vп +   Vв;

Доля водно-дисперсных суспензий  Свд   в объеме бетонной смеси . определяется по формуле:

                                       Свд = ( Vвд/Vвс ) · 100%;

Она в архитектурно-декоративных порошково-активированных песчаных бетонах находится в пределах 35-40%.

Порошково-активированные и порошковые архитектурно-декоративные бетоны отличаются от песчаных и щебеночных тем, что первые на 50%-70% и более состоят из водно-дисперсных суспензий, а вторые − на 100 % из водно-дисперсно-тонкозернистых суспензий.

Еще одним ключевым критерием, позволяющим классифицировать архитектурно-декоративные бетоны нового поколения, является текстура и форма поверхности, а также способ ее получения. По такому принципу архитектурно-декоративные бетоны нового поколения нами были разделены на следующие виды:

- архитектурно-декоративные бетоны с высокодекоративной глянцевой и матовой поверхностями различного цвета;

- архитектурно-декоративные бетоны с мозаичной декоративной поверхностью под текстуру шлифованного природного камня;

- архитектурно-декоративные бетоны с использованием «игры света и тени» с выступами и углублениями различной формы (конической, цилиндрической, комбинированной формы и т.п.);

- архитектурно-декоративные бетоны с визуализацией графических изображений на поверхности;

- архитектурно-декоративные бетоны поверхности с имитацией под пильный и колотый натуральный камень.

Таким образом, нами сделана попытка расширения терминологии архитектурно-декоративных бетонов с учетом их визуального восприятия и технологической и экономической эффективности.


Библиографический список
  1. BetonMarketing Deutschland, 40699, Erkrath, Germany. Цветы из бетона // CPI Международное бетонное производство. 2013. №5.  С.24-26.
  2. Dyckerhoff Ag, 65203 Wisbaden, Deutschland. Бетонные поверхности с фотокаталитической активацией // CPI Международное бетонное производство. 2013.  №6. С.18.
  3. Lucem Gmbh, 52222, Германия. Фасад в Берлине – удивительная игра светотеней при помощи светопрозрачного бетона // CPI Международное бетонное производство. 2014.  №4. С.36-37.
  4. Арнольд Ван Акер. Особенности производства архитектурных бетонных фасадов // CPI Международное бетонное производство.  2013.  №11. С.130-138.
  5. Калашников В.И., Тараканов О.В., Белякова Е.А., Мороз М.Н.  НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗОЛ ТЭЦ В ПОРОШКОВО-АКТИВИРОВАННЫХ БЕТОНАХ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ // Региональная архитектура и строительство. 2013. № 3. С. 22-27.
  6. Мороз М.Н., Калашников В.И., Суздальцев О.В., Янин В.С. ВЫСОКОПРОЧНЫЕ ДЕКОРАТИВНО-ОТДЕЛОЧНЫЕ ПОВЕРХНОСТНО-ГИДРОФОБИЗИРОВАННЫЕ БЕТОНЫ // Региональная архитектура и строительство. 2014. № 1. С. 18-23.
  7. Калашников В.И., Мороз М.Н., Тараканов О.В., Калашников Д.В., Суздальцев О.В. НОВЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕХАНИЗМЕ ДЕЙСТВИЯ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ, СОВМЕСТНО РАЗМОЛОТЫХ С ЦЕМЕНТОМ ИЛИ МИНЕРАЛЬНЫМИ ПОРОДАМИ // Строительные материалы. 2014. № 9. С. 70.
  8. Калашников В.И. ЧЕРЕЗ РАЦИОНАЛЬНУЮ РЕОЛОГИЮ В БУДУЩЕЕ БЕТОНОВ. Ч. 3. ОТ ВЫСОКОПРОЧНЫХ И ОСОБОВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ БУДУЩЕГО К СУПЕРПЛАСТИФИЦИРОВАННЫМ БЕТОНАМ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО // Технологии бетонов. 2008. № 1. С. 22.
  9. Калашников В.И. ТЕРМИНОЛОГИЯ НАУКИ О БЕТОНЕ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ // Строительные материалы. 2011. № 3. С. 103-106.


Все статьи автора «Мороз Марина Николаевна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация