Государственные стандарты на облегченные бетоны определяют их плотность от 1,2 до 1,7 т/куб. Известен целый ряд таких материалов (керамзитобетоны, шунгезитобетоны и т.д.), однако основными их недостатками кроме высокой стоимости за куб являются невысокая прочность и низкая морозостойкость как следствие пористости.

Особенности нано-структурированных бетонов

В прочных и легких бетонах и, одновременно, в бетонах с высокой морозостойкостью заинтересованы проектировщики автодорожных мостов, девелоперы, занятые реконструкцией центров старых городов при изменении облика зданий, но без замены фундамента, проектировщики высотных сооружений и т.п. К легким бетонам различного назначения, как к основному материалу, в различных проектах предъявляются разнообразные требования. Но всегда проектировщик заинтересован в доступе к бетонам с не очень высокой затратностью куба структурных бетонов от М150 до М500, маленьким весом при сохранении или даже развитии несущих способностей деталей, выполненных из такого бетона. Одним из направлений, на котором реализуется синергизм применения новых методов и материалов, является задача создания легкого бетона с высокими характеристиками при минимальной стоимости куба такого бетона. Эта задача была решена на основе поиска сочетания среди стандартных дешевых компонентов (цемент , песок, гравий) и нестандартных компонентов по более высокой стоимости ( микрокремнезем, наполнитель, модифицированная фибра, модифицированные пластификаторы и другие компоненты). При этом может с успехом выполняться транспортировка самонапряженного композиционного бетона АБС-миксером на ситройплощадку с обеспечением миксером требуемой подвижности бетонных смесей. На основе этого решения разработан и испытан легкий структурированный бетон. Легкий нано-бетон был испытан и рекомендован для применения в испытательном Центре во Французском Институте Бетона , который провел работу по испытаниям и рекомендовал его применение в Евросоюзе. Наноструктурированный бетон также сертифицирован Хорватским аккредитованным центром и допущен к применения.

Основные параметры легкого конструкционного бетона:
-прочность на сжатие не менее 45-55 МПа;
-прочность на растяжение при изгибе не менее 6-8 МПа;
-водонепроницаемость не менее 14-20;
-морозостойкость не менее 350 циклов;
-удобоукладываемость П4-П5;
-плотность не более 1500-1600 кг/куб

Структурирование легкого бетона дает уплотненные границы наполнителей и цементного камня. При этом большая часть пор является изолированной от поверхностей. Такая структура бетона позволяет при высокой пористости обеспечить высокую водонепроницаемость, что позволяет исключить применение гидроизолирующих бетонов и снизить стоимость строительства , потому что цены куба наноструктурированных бетонов к строящемуся мосту гораздо меньше стоимости куба тяжелого бетона. Значения плотности наноструктурированного бетона могут изменяться от 810 до 1800 кг/куб , но значение в 1600 кг/куб выбрано неслучайно.

Возведение мостов с применением нано-структурированных бетонов

В жидком виде наноструктурный бетон может транспортироваться миксерами и с использованием автобетононасосов АБН. Автомобильные миксеры и автобетононасосы обеспечивают удержание нужной вязкости и констистенции бетонного раствора. В период отработки композиции проводилась работа по корректировке проектной документации по реконструкции моста и строители столкнулись с необходимостью обеспечить выравнивание плиты (с неравномерностью проседания до 1,5 м) в условиях обязательного повышения судоходности за счет увеличения пролетной части. Решение о применении легкого конструкционного бетона с отказом от изоляции было экспериментальным шагом, позволившим избежать неоправданного увеличения стоимости строительных работ. Мост был построен и введен в эксплуатацию в конце 2007 г. Этот прецедент способствовал работам по улучшению технологии легкого нано-бетона и расширению спектра его использования. Приготовление растворов бетона на стандартных растворно - бетонных узлах, даже в условиях технологической дисциплины, характерной для мостоотрядов, не позволяет вводить более одного-двух дополнительных компонентов. Был поставлен вопрос о создании производства комплексных добавок, позволяющих использовать многокомпонентную комплексную добавку в условиях уже стандартных бетонных заводов. Для решения этой задачи спроектирована специализированная линия мощностью производства до 800 кубов в месяц. Линия была введена в эксплуатацию , что позволило перейти к планированию объектов, одним из которых стал мост через реку Вятка. Мост был построен с минимальной стоимостью затрат и принят в эксплуатацию в 2008 г. Проходят экспертизу проекты довольно крупных мостовых сооружений, в которых предполагается использование нано-бетона.