Гибкое бетонное полотно: возможности и применение

В проектах по обустройству насыпей и укрепления участков автомагистралей необходимо использовать материалы, способствующие стабилизации откосов и дренажу влаги, а также предотвращению эрозии насыпи. Часто с этой целью используют геосинтетику. Но она не всегда способна решать перечисленные выше задачи.

Недостатки геосинтетики как материала для укрепления дорожного покрытия

При всех своих достоинствах, геосинтетические изделия обладают также существенными ограничениями:

1. Сложностью и, в ряде случаев, несовместимостью добавок, обеспечивающих стабильность состава в условиях постоянного воздействия внешних окислителей и солнечного излучения.
2. Долговечность геосинтетических полимеров заметно меньше, чем засыпного грунта или традиционных наполнителей.
3. Все виды геосинтетики подвержены загрязнению, интенсивность которого зависит от вида почвы и концентрации в ней различных микроорганизмов.
4. Надлежащие потребительские свойства геосинтетических материалов реализуются лишь при условии тщательного соблюдения условий хранения, транспортировки и монтажа.

В некоторых ситуациях (например, для предотвращения роста сорняков) геосинтетику вообще не применяют. Таким образом, возникает потребность в таком поверхностном покрытии, которое не обладало бы указанными недостатками. Одним из вариантов является применение гибких покрытий на основе бетона.

Из чего состоит гибкий бетон

Бетонное полотно на основе гибкого рулонного бетона (из-за чего покрытие часто называют бетонным холстом) представляет собой инженерный цементный композит, в котором отсутствует крупный заполнитель, зато добавляются волокнистые материалы и суперпластификаторы. В отличие от традиционного бетона, который является хрупким, бетонное полотно проявляет пластические свойства. Для этого в состав бетонного холста вводят добавки, придающие изделию эластичность.

Состав бетонного холста

Наиболее часто используемыми волокнистыми веществами, являются:

• Микрокремнезём;
• Асбест;
• Стекловолокно;
• Волокна нержавеющей стали.

Своей гибкости бетонное полотно обязано именно волокнистым компонентам, которые одновременно выполняют функцию армирования. На волокна наносится гладкое антифрикционное покрытие, благодаря которому они могут свободно скользить друг по другу. При этом трение между волокнами практически отсутствует, что предотвращает трещинообразование внутри  слоёв бетонной «ткани». Используемое вяжущее вещество может быть обычным портландцементом.

Лучшим заполнителем является мелкий песок, используемый обычно в качестве фильтрационного материала для очистки воды. Если такого заполнителя нет, можно использовать обычный песок, доменный шлак или летучую золу.

Поскольку бетонной тканью устилают насыпи и уклоны, то её удобоукладываемость должна быть весьма высокой. Поэтому в качестве суперпластификаторов рекомендуются такие вещества, как:

• Лигнин;
• Нафталин;
• Меламиноформальдегид;
• Поликарбоксилатный эфир;
• Лигносульфонаты.

Возможна комбинация из нескольких вышеперечисленных компонентов

Структура и свойства

Материал состоит из трёх слоёв:

• Внешний слой — волокнистая поверхность полотна, устойчивая к гидратации.
• Внутренний слой – пространственная волокнистая матрица, содержащая специально разработанную сухую цементную смесь;
• Водоизоляционная подложка из полихлорвинила.

После затвердевания волокна укрепляют цементную смесь, предотвращая распространение трещин, в результате чего бетонные холсты приобретают требуемую пластичность. Благодаря прочному волокнистому армированию рулонный бетон поглощает любые удары, воздействующие на структуру материала. Этим он выгодно отличается, например, от фибробетона, у которого при разрыве волокон происходит быстрое развитие трещин.

Бетонное полотно имеет следующие эксплуатационные характеристики:

• Прочность на растяжение, МПа — от 10 до 15;
• Прочность на сжатие, МПа, не менее – 70;
• Предельная деформация растяжения, % — 3…5.

Гибкий рулонный бетон обладает  свойством самовосстановления, что способствует заполнению микротрещин комплексным продуктом, образующимся в результате реакции цемента с дождевой водой. Поэтому укладка и эксплуатация данного покрытия целесообразна в любых погодных условиях, когда температура окружающего воздуха не опускается ниже 10⁰С.

Деформационная способность и ударная вязкость бетонной ткани в сотни раз выше, а истирание поверхности происходит в 4…5 раз менее интенсивно, чем обычного бетона. Именно эти факторы способствуют повышенной долговечности придорожных склонов и насыпей автомобильных и железнодорожных трасс.

Применение

Благодаря улучшенным прочностным и потребительским характеристикам полотна стойкого к гидратации материала находят широкое использование в следующих сферах:

1. Противоэрозионные мероприятия по защите склонов и насыпей дорог.
2. Борьба с сорняками на придорожных участках.
3. Обустройство водонепроницаемой подложки крупных дренажных каналов и открытых инженерных сетей.
4. Укрепление, строительство и ремонт дорог, мостов, тоннелей, где эластичные рулоны не нуждаются в деформационных швах.
5. Строительство сейсмостойких зданий, способных выдерживать большие растягивающие напряжения и, следовательно, противостоять высокой вибрации, возникающей, например, во время землетрясений.

При монтаже покрытия выявляются такие преимущества укрепления дорог/насыпей бетонным полотном:

• Экологичность: из-за сниженного содержания углерода в процессе укладки не выделяются вредные газы;
• Простота применения: на месте установки не требуется ничего, кроме обычной воды, с помощью которой увлажняется подложка. Возможно увлажнение распылением;
• Самовосстановление поверхности: микротрещины немедленно заполняются продуктами, которые образуются в результате реакции цемента с дождевой водой.
• Удобства логистики: рулон бетонной ткани занимает меньше места и легче по весу, чем традиционные плиты или панели той же площади;
• Высокая производительность: скорость установки бетонного холста достигает 180…200 м²/ч.

Производитель бетонного полотна – завод геосинтетических материалов «Армодрейн» — предлагает данный вид покрытия в номенклатуре толщин 5,8 и 11 мм, при длине рулона 100 м (см. https://armodrein.ru/production/betonnoe_polotno/betonnoe-polotno/).  Купить изделия в рулонах можно при наименьшем объёме заказа от 1000 м², цена приобретаемого бетонного покрытия согласовывается при запросе.

Применение эластичного бетона для армирования насыпей и подпорных конструкций — революционный шаг в области геотехнической инженерии. По сравнению с обычными методами укрепления грунта рассмотренная технология является более эффективной, дешёвой и менее трудоёмкой.