Декоративные бетоны
С каждым годом растут требования к архитектурной выразительности наших домов, расширяется применение малых архитектурных форм, появляется все больше архитектурно-скульптурных композиций. Для решения новых задач требуются новые материалы, ведущую роль среди которых занимает декоративно-архитектурный бетон.
Технологии работы с декоративными бетонами условно можно подразделить на две группы. Первая группа включает двухстадийную технологию, на которой вначале создается декоративный бетон-основа либо имитирующий различные породы природного камня, либо имеющий свою индивидуальную выразительность. Затем для повышения долговечности изделия и улучшения внешнего вида поверхностные слои бетона пропитываются специальными составами (полимерными органо-минеральными и другими).
Вторая группа технологии является одностадийной и базируется на современных достижениях в области высококачественного бетона: на применении многокомпонентных бетонов на специальном композиционном вяжущем с введением в их состав комплексов химических модификаторов, пигментов или специальных красящих веществ, активных минеральных компонентов, расширяющих добавок и на активном управлении структурообразованием и свойствами материала на всех этапах его технологии. При этом исходные материалы и их дозировка выбираются в зависимости от требований, предъявляемых к конкретному декоративному бетону и изделию на его основе.
Для повышения архитектурно-декоративной выразительности используют отходы дробления природного камня (мрамора, гранита, туфа и других). Как правило используют мелкие фракции заполнителя (менее 10 мм, чаще менее 5 мм), а для обеспечения слитности структуры применяют жирные бетонные смеси ( расход цемента более 500 кг/м3). Крупный заполнитель обычно влияет на фактуру поверхности, особенно если используется обнажение заполнителя по специальной технологии. На цвет бетона оказывают влияние зерна заполнителя, размер которых не превышает 0,3 мм. Представляет интерес разработанная на кафедре технология получения бетона на искусственном заполнителе различной расцветки и свойств.
Для выявления структуры монолит бетона может разрезаться на плиты, его поверхность подвергается шлифовке и полировке или ей может придаваться различная степень поверхности путем специальной обработки (с помощью пескоструйного аппарата, с использованием лазера или другими способами ). Поверхностная пропитка способствует закреплению полученной структуры материала и повышает качество полированных изделий, так как даже мельчайшие поры на поверхности придают ей матовый оттенок. Повысить гладкость поверхности можно путем формования изделий на стекле, полимерных пленках и изделиях, на полированных металлических формах.
Особо выразительные декоративные композиты и бетоны можно получить на основе белого гипса и фосфогипса. Однако для этих материалов долговечность и водостойкость приобретают особое значение. На кафедре разработаны специальные композиционные гипсовые вяжущие для декоративного бетона, включающие гипс и небольшие добавки белого цемента, активного минерального компонента, суперпластификатора и некоторых вспомогательных веществ, взятых в определенной пропорции, гарантирующей от образования гидросульфоалюмината и возможного нарушения структуры в период эксплуатации. Водопотребность вяжущего почти в два раза ниже водопотребности гипса, что обеспечивает получение бетонов при низких В/Ц.
В результате влияния комплекса факторов коэффициент размягчения декоративного бетона на КГВ превышает 0,9 и значительно возрастает долговечность бетона. В последнее время разрабатывается технология придания декоративных свойств бетону за счет упрочнения, окрашиванию поверхностного слоя и выштампования на нем определенного рисунка. За рубежом такие технологии получают определенное развитие. Разрабатываемая в России технология не уступая по свойствам зарубежным аналогам и базируется на отечественных материале, который соответствует российским климатическим условиям.
Строительный рынок требует новых декоративных бетонов и изделий и можно надеяться, что разработанные технологии, применявшиеся в ограниченных объемах, получат более широкое внедрение в строительство. В XXI веке люди хотят жить комфортнее и красивее и в этом заметную службу им окажут новые декоративные бетоны и технологии.
Технологии работы с декоративными бетонами условно можно подразделить на две группы. Первая группа включает двухстадийную технологию, на которой вначале создается декоративный бетон-основа либо имитирующий различные породы природного камня, либо имеющий свою индивидуальную выразительность. Затем для повышения долговечности изделия и улучшения внешнего вида поверхностные слои бетона пропитываются специальными составами (полимерными органо-минеральными и другими).
Вторая группа технологии является одностадийной и базируется на современных достижениях в области высококачественного бетона: на применении многокомпонентных бетонов на специальном композиционном вяжущем с введением в их состав комплексов химических модификаторов, пигментов или специальных красящих веществ, активных минеральных компонентов, расширяющих добавок и на активном управлении структурообразованием и свойствами материала на всех этапах его технологии. При этом исходные материалы и их дозировка выбираются в зависимости от требований, предъявляемых к конкретному декоративному бетону и изделию на его основе.
Пластичность бетонной смеси позволяет придавать изделиям из декоративного бетона различную конфигурацию, формовать изделия с рельефной поверхностью, барельефы и скульптурные элементы.Для получения декоративного бетона используют белое и осветленное композиционное вяжущее, пигменты и специальные красящие вещества и комплекс модификаторов, включающий пластификаторы или суперпластификаторы, пеногасители, в ряде случаев, замедлители схватывания, выравниватели цвета краски, компенсаторы усадки, гидрофобизаторы, иногда ускорители твердения, а также активные минеральные компоненты и расширяющие добавки. В технологии очень важно добиться предельно возможного диспергирования частиц вяжущего и пигмента и обеспечить сохраняемость структуры смеси на весь период формования изделий.
Для повышения архитектурно-декоративной выразительности используют отходы дробления природного камня (мрамора, гранита, туфа и других). Как правило используют мелкие фракции заполнителя (менее 10 мм, чаще менее 5 мм), а для обеспечения слитности структуры применяют жирные бетонные смеси ( расход цемента более 500 кг/м3). Крупный заполнитель обычно влияет на фактуру поверхности, особенно если используется обнажение заполнителя по специальной технологии. На цвет бетона оказывают влияние зерна заполнителя, размер которых не превышает 0,3 мм. Представляет интерес разработанная на кафедре технология получения бетона на искусственном заполнителе различной расцветки и свойств.
Для выявления структуры монолит бетона может разрезаться на плиты, его поверхность подвергается шлифовке и полировке или ей может придаваться различная степень поверхности путем специальной обработки (с помощью пескоструйного аппарата, с использованием лазера или другими способами ). Поверхностная пропитка способствует закреплению полученной структуры материала и повышает качество полированных изделий, так как даже мельчайшие поры на поверхности придают ей матовый оттенок. Повысить гладкость поверхности можно путем формования изделий на стекле, полимерных пленках и изделиях, на полированных металлических формах.
В настоящее время разработаны технологии по изготовлению декоративного бетона, имитирующего различные породы природного камня. Применение декоративного бетона позволяет изготавливать изделия и скульптуры литьем, что в несколько раз повышает производительность труда по сравнению с использованием природного камня и резко снижает их стоимость.При применении изделий из декоративного бетона особое значение приобретает обеспечение их долговечности и сохранение в течение длительного времени декоративных свойств поверхности. Повышению долговечности и сохранности свойств поверхности способствуют правильный выбор исходных материалов, применение композиционных вяжущих низкой водопотребности, позволяющих формовать изделия при В/Ц<0,4, суперпластификаторов и в ряде случаев поверхностная консервация изделий флюатированием, пропиткой полимерами и другими составами. Для предотвращения образования высолов на поверхности в процессе эксплуатации в результате сложных физико-химических процессов и воздействия попеременного увлажнения и высыхания, можно применять комплексы из активных минеральных добавок и гидрофобизаторов, способствующие связыванию гидрата оксида кальция и некоторых солей и стабилизации структуры.
Применение расширяющих добавок способствует получению безусадочного или даже незначительно расширяющегося бетона, что обеспечивает четкость передачи поверхностного рельефа изделия и точность размеров.Поскольку стоимость некоторых пигментов достаточно высока необходимо предусматривать меры, обеспечивающие получение заданного цвета и оттенка при минимальном расходе пигмента. Этому способствуют меры по диспергации частиц вяжущего и пигмента, применению материалов с более высокой удельной поверхностью, а также применение искусственных пигментов. Эти пигменты имеют инертное ядро с красящей оболочкой, что позволяет на 20-30% сократить расход собственно пигмента.
Особо выразительные декоративные композиты и бетоны можно получить на основе белого гипса и фосфогипса. Однако для этих материалов долговечность и водостойкость приобретают особое значение. На кафедре разработаны специальные композиционные гипсовые вяжущие для декоративного бетона, включающие гипс и небольшие добавки белого цемента, активного минерального компонента, суперпластификатора и некоторых вспомогательных веществ, взятых в определенной пропорции, гарантирующей от образования гидросульфоалюмината и возможного нарушения структуры в период эксплуатации. Водопотребность вяжущего почти в два раза ниже водопотребности гипса, что обеспечивает получение бетонов при низких В/Ц.
В результате влияния комплекса факторов коэффициент размягчения декоративного бетона на КГВ превышает 0,9 и значительно возрастает долговечность бетона. В последнее время разрабатывается технология придания декоративных свойств бетону за счет упрочнения, окрашиванию поверхностного слоя и выштампования на нем определенного рисунка. За рубежом такие технологии получают определенное развитие. Разрабатываемая в России технология не уступая по свойствам зарубежным аналогам и базируется на отечественных материале, который соответствует российским климатическим условиям.
Строительный рынок требует новых декоративных бетонов и изделий и можно надеяться, что разработанные технологии, применявшиеся в ограниченных объемах, получат более широкое внедрение в строительство. В XXI веке люди хотят жить комфортнее и красивее и в этом заметную службу им окажут новые декоративные бетоны и технологии.