608840
столько раз учителя, ученики и родители
посетили официальный сайт ООО «Инфоурок»
за прошедшие 24 часа
Добавить материал и получить бесплатное
свидетельство о публикации
в СМИ №ФС77-60625 от 20.01.2015

Скидка 0%

112 курсов профессиональной переподготовки от 3540 руб.

268 курсов повышения квалификации от 840 руб.

МОСКОВСКИЕ ДОКУМЕНТЫ ДЛЯ АТТЕСТАЦИИ

Лицензия на осуществление образовательной деятельности №038767 выдана 26 сентября 2017 г. Департаменотом образования города Москвы

Инфоурок Технология Научные работыУчебно-исследовательская работа Новые виды бетона

Приглашаем Вас в наш детский летний "ИНФОЛАГЕРЬ" (для детей от 8 до 17 лет), который начинает свою работу этим летом в Беларуси!

‣ Мы снизили стоимость путёвок до 31.000 руб.!;
‣ Доступна оплата в рассрочку без переплат. Для бронирования места достаточно оплатить всего 50% стоимости.

Двухместные номера, шестиразовое питание, авторская анимационная программа!

Подробнее об "Инфолагере"

Позвоните нам: +7 (985) 507-73-73 (Россия), +375 (29) 884-91-48 (Беларусь)
Или напишите и мы ответим на все Ваши вопросы: infolager@infourok.ru


Учебно-исследовательская работа Новые виды бетона

библиотека
материалов

Ақмола облысы білім басқармасының

«Степногорск қаласы, №2 құрылыс-техникалық колледжі»

коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Управление образования Акмолинской области

Коммунальное государственное учреждение

«Строительно-технический колледж №2, город Степногорск»











Учебно-исследовательская работа

Новые виды бетона




Выполнила: Федотова Александра,

группа 2-МС-15

Направление

Секция

Руководитель:

Идрисова Меруерт Женысовна

преподаватель спецтехнологии






Степногорск

2017

Содержание


















Введение

Современные технологии производства представляют на рынке строительных материалов множество видов бетона. Модификация бетонных смесей способствует появлению возможности усовершенствования его характеристик: долговечности, прочности, влагостойкости и многих других.

Разработка и применение новых строительных материалов постоянно увеличивает выбор в технологии строительства для застройщиков, строителей, дизайнеров, а также затрагивает все сферы связанные со строительством и производством строительных материалов. Строительные материалы постоянно совершенствуются и становятся всё более удобными в работе, экономичными и экологичными.

За последние 12 лет, были разработаны новые виды бетона и цемента которые позволяют делать всё: от изгиба, до выращивания растений, и пропускания света. В 2005 году исследователи из Мичиганского университета создали гибкие формы из бетона. Этот бетон в 500 раз более устойчив к растрескиванию и на 40 процентов легче по весу, чем обычный бетон. Этот новый вид бетона используется в изготовлении тонкостенных конструкций из бетона. (Проекты в Японии, Корее, Швейцарии и Австралии уже использовали эту новую гибкие бетона). Все это позволило не только создать и освоить новые виды бетона, но и значительно расширить номенклатуру применяемых в строительстве бетонов: от суперлегких теплоизоляционных до высокопрочных конструкционных.

Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона и процесс создания новых бетонов интенсивно продолжается.

Цель: ознакомиться с новыми видами бетона, их возникновением и применением в строительстве.

Задачи:

  • узнать о новых модификаторах для вяжущих веществ и бетонов, активных минеральных наполнителях и новых технологических приемах;

  • рассмотреть примеры использования «новых бетонов» в строительстве, если они имеются на данном этапе времени.

Объект исследования: новые виды бетона.

Предмет исследования: появление новых видов бетона с добавлением различных модификаторов и их использование.

Гипотеза: проблема осуществления строительства современных сооружений и зданий предъявляет растущие требования к существующим ранее строительным материалам. Одна из актуальнейших проблем современного строительства - применение и совершенствование нового поколения бетонов.

Новизна исследований: применение в изготовлении бетонов различных модификаторов для вяжущих веществ и бетонов, а также активных минеральных наполнителей и новых технологических приемов.


























  1. Происхождение бетона

Бетон является результатом формования и затвердевания подобранной и уплотненной смеси, включающей в себя цемент, воду и различные мелкие заполнители.

Бетон известен более 4000 лет (Древняя Месопотамия), особенно широко использовался в Древнем Риме. Италия — вулканическая страна, в которой легкодоступны компоненты, из которых может быть приготовлен бетон, включая пуццоланы и лавовый щебень. Римляне использовали бетон в массовом строительстве общественных зданий и сооружений, включая Пантеон, купол которого до сих пор является самым крупным в мире выполненным из неармированного бетона. При этом в восточной части государства эта технология не получила распространения, там в строительстве традиционно использовался камень, а затем и дешёвая плинфа — род кирпича.

Вследствие упадка Западной Римской империи широкомасштабное строительство монументальных зданий и сооружений сошло на нет, что сделало использование бетона нецелесообразным и в сочетании с общей деградацией ремесла и науки привело к утрате технологии его производства. В раннее Средневековье единственными крупными архитектурными объектами были соборы, которые возводились из камня.

Современный бетон на цементном вяжущем веществе известен с 1844 года (И. Джонсон). Патент на портландцемент получил в 1824 году Джозеф Аспдин; патент на «римский цемент» получил в 1796 году Джеймс Паркер.

На сегодняшний день Мировыми лидерами в производстве бетона являются Китай (430 млн м³ в 2006 г.) и США (345 млн м³ в 2005 г. и 270 млн м³ в 2008 г.)

Сегодня в строительстве применяется более тысячи различных видов бетона и процесс создания новых бетонов интенсивно продолжается. Бетон широко используется в жилищном, промышленном, транспортном, гидротехническом, энергетическом и других видах строительства.  

Несмотря на то, что ежегодно в эксплуатацию вводятся тысячи объектов и миллионы квадратных метров, спрос на строительные сооружения не сокращается. А соответственно, производители строительных материалов наращивают обороты.

Последние десятилетия двадцатого века ознаменовались значительными достижениями в теории и технологии бетона, изделий и конструкций на его основе. Появились и получили широкое распространение различные модификаторы для вяжущих веществ и бетонов, активные минеральные наполнители, новые технологические приемы. Обогатились наши представления о структуре и свойствах бетона, о процессах структурообразования, появилась возможность прогнозирования свойств и активного управления структурообразованием бетона, успешно развивается компьютерное проектирование бетона и его технологии.

Возможность получить материал с самым различным комплексом свойств, высокая архитектурно-строительная пластичность, сравнительная простота и доступность технологии, малая энергоемкость и возможность успешного использования местного сырья и утилизации техногенных отходов, хорошие технико-экономические показатели, экологическая безопасность - все это вывело бетон на первое место среди строительных материалов.

В данной работе мы обращаем внимание на новые виды бетонов, как уже внедряемых, так и только находящихся в процессе исследования.

Первый вид бетона, который был исследован нами это самозаживляющийся бетон – биобетон.


  1. Биобетон

Одной из причин разрушения бетона и построенных из него сооружений являются трещины, возникающие в течение длительного времени в этом материале. Причиной возникновения этих трещин являются резкие перепады температуры, влага, превращающаяся зимой в лед, и некоторые другие факторы. Через уже образовавшиеся трещины влага попадает в бетон еще глубже и буквально "съедает" заключенную в нем железную арматуру то есть запускает процесс коррозии, что может привести к полному разрушению здания в особо запущенных случаях.

    1. История создания биобетна

Бетон, который разработала группа ученных профессора Хенка Джонкерса (Henk Jonkers) в Нидерландах, полностью устраняет эту проблему, ведь этот бетон может самостоятельно зарастить возникающие в нем трещины. Такой процесс регенерации стал возможен благодаря использованию в производстве бетона специальных микроорганизмов. На сегодняшний день технология уже реализуется на практике.

 Во время исследований Хэнк Джонкерс и Шлаген подмешали в цемент некие бактерии, и через месяц они обнаружили, что три вида из этих бактерий все еще были жизнеспособными. Тогда ученые добавили в бетон безвредные бактерии под названием Bacillus genus. Подобные бактерии обычно живут на скалах возле щелочных озер или активных вулканов. Их споры наносят на бетон, и они находятся в латентном состоянии до тех пор, пока в трещины не попадет влага. При этом условии начинается активная фаза жизнедеятельности бактерий. Питанием им служит введенные в состав бетона гранулы лактата кальция. При его переработке бактерии выделяют кальцит - форму карбоната кальция. Отложения кальцита заполняют образующиеся в бетоне щели, регенерируя целостность поверхности. Благодаря этой способности, теперь стал возможным даже ремонт уже существующих зданий. Достаточно простого распыления над имеющимися трещинами жидкости с содержащимися в ней бактериями.

Доктор Джонкерс так прокомментировал новое открытие: «В лаборатории мы достигли заживления трещин шириной 0,5 мм. Теперь необходимо произвести огромное количество самовосстанавливающегося агента, принимая во внимание различные конструкции, виды бетона».

    1. Проблемы разработки биобетона

Основной проблемой разработки биобетона является сохранение лечебных свойств самоисцеляющегося агента в процессе смешивания ингредиентов. Для этого ученые покрывают споры бактерий дорогостоящим веществом. Они надеются, что смогут снизить его стоимость.


Выпуск бетона, изначально способного к регенерации, стартовал в 2016 году. Подобный материал, как считают разработчики, идеально подойдет для строительства труднодоступных объектов – подземных сооружений, буровых вышек и так далее. Бактерии могут находиться в спячке довольно долгое время, однако при необходимых условиях начнут свою работу по восстановлению повреждений.


  1. Нанобетон

Еще один вид бетона, который был исследован нами – это нанобетон, недавно появившийся на рынке новый материал. Нанобетон принципиально мало чем отличается от обычных бетонных смесей. В его составе также есть минеральное вяжущее, заполнитель и вода. Только в качестве пластификаторов применяются наноинициаторы, представляющие собой микроскопические полые трубки в несколько атомарных слоев углеродных полимеров. Диаметр этих нанотрубок – всего несколько единиц микрон, но их прочность больше ста гигапаскалей. Кроме того, их достоинством является невосприимчивость к щелочам и кислотам. Когда наноинициаторы взаимодействуют с цементом, они кристаллизуются, армируя бетон и на молекулярном уровне изменяя его структуру.

Нанобетон устойчив к высоким температурам, свои характеристики он сохраняет при температуре до 800 °С. Использование в бетоне наноинициаторов улучшает физико-механические характеристики материала, повышая прочность на 150%, а морозоустойчивость – на 50%. Нанотрубки, находящиеся в структуре облицовочных плиток из нанобетона, выделяют под воздействием кислорода атомарный кислород, имеющий бактерицидные свойства.

Так как изменение физической структуры нанобетона резко снижает потребность вяжущего составляющего в воде, это позволяет в шесть раз уменьшить вес бетонных конструкций и вероятность появления трещин. Внутреннее молекулярное армирование снижает потребность в армировании бетонной конструкции.

Наноинициаторы повышают сцепление бетона с металлом, при этом они на молекулярном уровне взаимодействуют даже со слоями, подвергшимися коррозии.

Рекомендуется использовать нанобетон при строительстве железобетонных конструкций от 74 м и при возведении объектов с повышенными требованиями к пожаробезопасности и сейсмоустойчивости. Благодаря плотной легкой однородной структуре, нанобетон не нуждается в гидроизоляции, а высокая прочность материала позволяет уменьшить объемы укладки нанобетона на 30%.

Так как готовые сооружения из нанобетона имеют меньший вес, чем конструкции из обычного бетона, для них не требуется мощный фундамент, а это позволят сократить стоимость строительства и трудозатраты.

Термин «нанобетон» сегодня довольно часто употребляется в строительном лексиконе. Это материал будущего, который станет в скором времени достойной заменой традиционным бетонным смесям.

Нанобетон со своими высокими физико-механическими характеристиками открывает новые возможности для проектирования и строительства. Этот строительный материал, изготовленный на основе прогрессивных нанотехнологий, отличающийся прочностью, легкостью, стойкостью к термическим перепадам, позволяет удешевить строительство новых объектов и облегчить реставрацию старых конструкций.

Нанобетонами называются бетоны разных классов и марок. Сейчас разработка технологий и рецептур на основе нанотехнологий находится на начальной стадии. Но уже есть готовые смеси нанобетонов разной прочности, которые рекомендованы к применению в различных сферах строительства

    1. История создания нанобетона

Первые успешные результаты в разработке нового строительного материала нанобетона российскими учеными были получены в 1993 году. Работа велась разработчиком Андреем Пономаревым из Санкт-Петербурга и группой ученых из других городов. На данный момент в работе над созданием новых строительных материалов на основе нанотехнологий задействованы «Наноцентр» МЭИ, ООО «Нанотроника» из Москвы, НПО «Синтетика-Строй» из города Новочеркасска и петербургский НТЦ «Прикладные технологии».

Сейчас в проекте работы ведутся в двух направлениях — создание материалов для реконструкции старых сооружений и для возведения новых зданий.

В западных странах также занимаются разработкой нанотехнологий и созданием на их основе новых строительных материалов, но только российский нанобетон может использоваться при реконструкции старых железобетонных конструкций, может восстанавливать прочность конструкции.

Нанобетон, разработанный российскими учеными, при нанесении на ж/б конструкцию имеет свойство заполнять даже ее микропоры, при этом данный стройматериал полимеризуются и восстанавливает прочность конструкции. Кроме того, новое вещество может вступать в реакцию с коррозийным слоем проржавелой арматуры и восстанавливать ее сцепление бетоном. Другим немаловажным преимуществом отечественного нанобетона перед зарубежными аналогами является более низкая стоимость.

    1. Виды нанобетонов и их назначение

Класс нанобетонов включает несколько категорий:

  1. Легкие нанопенобетоны рекомендованы для использования в индивидуальном строительстве и для возведения перегородок в помещениях разного назначения.

  2. Нанобетоны средней плотности применяются в строительстве объектов, к которым выдвигаются требования повышенной прочности (мосты, дорожные и аэродромные покрытия и т. п.).

  3. Нанобетоны высокой, сверхвысокой прочности подходят для строительства несущих конструкций в жилых домах, в коммерческих зданиях, в сооружениях промышленного сельскохозяйственного назначения (обустройство лифтовых шахт, изготовление балок, ферм и др.).

Чтобы получить новые свойства материала, в состав бетона добавляются наночастицы оксида кремния, поликарбоксилата, диоксида титана, углеродные нанотрубки и фуллерены.

    1. Нанотехнологии в строительстве: прогнозы на будущее

Эксперты считают, что при разработке новых строительных материалов на основе нанотехнологий стоит уделить больше внимания не повышению прочности бетона, которая и так достаточно высокая, а регулированию других параметров, например долговечности. Минеральные вяжущие, в частности портландцемент, имеют довольно ограниченный срок годности. По истечении короткого срока годности или при небольших отклонениях от стандартов хранения портландцемент становится непригодным для дальнейшего применения. Увеличить срок хранения сухого бетона или других строительных смесей можно с применением нанотехнологий.

По своим потребительским свойствам новые материалы будут превосходить традиционный бетон в 4-6 раз.








































Заключение

Подбор бетона это важнейшая составляющая строительства. Новые технологии позволяют быстро осуществить диверсификацию производства и перейти на выпуск социально значимой продукции, что позволит обеспечить безопасность зданий и сооружений, повысить их архитектурную выразительность.

Экономический эффект разработки ученых определяется снижением материалоемкости, уменьшением энерго- и трудозатрат и применением техногенных отходов, значительным увеличением долговечности, и, как следствие, увеличением срока межремонтной эксплуатации и снижением эксплуатационных расходов, связанных с функционированием зданий и сооружений и с проведением ремонтных работ, что стало возможным благодаря обеспечению высоких, ранее недостижимых показателей эксплуатационной надежности бетона.

Разнообразие новых бетонов поможет решить сложные задачи с возведением различных зданий и промышленных объектов.





























Список литературы



    1. Третьяков А.К., М.Д. Рожненко. Арматурные и бетонные работы: Учебник для средних проф.-техн. Училищ. – М.: Высш. школа, 1982. – 280с.

    2. Пирожников Л. Б. Занимательно о бетоне: Под. ред. А. Н. Попова. — 2-е изд., доп. — М.: Стройиздат, 1986. — 104 с.

    3. Дворкин Л. И., Дворкин О. Л. Специальные бетоны. — М.: Инфра-Инженерия, 2012. — ISBN 978-5-9729-0046-6.

    4. Попов К.Н., М.Б. Каддо. Строительные материалы и изделия: Учеб. — М.: 2001.

    5. Новый материал - биобетон - может превратить города в цветущие сады [Электронный ресурс]. –

URL: http://realproducts.ru/novyjj-material_-_biobeton_-_mozhet- prevratit-goroda-v-cvetushhie-sadyВысш. шк., 2001. — 367 с.

    1. Научная библиотека КиберЛенинка [Электронный ресурс]. –

URLhttp://cyberleninka.ru/article/n/novye-raznovidnosti-betona#ixzz4eqiKp6Q4.

    1. ВикипедиЯ – свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. –

URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Бетон







Курс профессиональной переподготовки
Учитель, преподаватель технологии
Курс повышения квалификации
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
ВНИМАНИЮ УЧИТЕЛЕЙ: хотите организовать и вести кружок по ментальной арифметике в своей школе? Спрос на данную методику постоянно растёт, а Вам для её освоения достаточно будет пройти один курс повышения квалификации (72 часа) прямо в Вашем личном кабинете на сайте "Инфоурок".

Пройдя курс Вы получите:
- Удостоверение о повышении квалификации;
- Подробный план уроков (150 стр.);
- Задачник для обучающихся (83 стр.);
- Вводную тетрадь «Знакомство со счетами и правилами»;
- БЕСПЛАТНЫЙ доступ к CRM-системе, Личному кабинету для проведения занятий;
- Возможность дополнительного источника дохода (до 60.000 руб. в месяц)!

Пройдите дистанционный курс «Ментальная арифметика» на проекте "Инфоурок"!

Подать заявку

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Педагогическая риторика в условиях реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Технология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Технология и организация кухонь народов мира: особенности и традиции»
Курс повышения квалификации «Экономика предприятия: оценка эффективности деятельности»
Курс повышения квалификации «Специфика преподавания конституционного права с учетом реализации ФГОС»
Курс повышения квалификации «Организация практики студентов в соответствии с требованиями ФГОС технических направлений подготовки»
Курс повышения квалификации «Страхование и актуарные расчеты»
Курс профессиональной переподготовки «Черчение: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Управление сервисами информационных технологий»
Курс повышения квалификации «Учебная деятельность по предметной области «Черчение»: основы предмета и реализация обучения в условиях ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Организация и управление процессом по предоставлению услуг по кредитному брокериджу»
Курс профессиональной переподготовки «Организация маркетинговой деятельности»
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.