Бетон, усиленный металлическими волокнами, цементирующая растворная часть бетонной смеси и заранее приготовленная смесь для приготовления растворной части бетонной смеси и бетона
Патент 2227127
Авторы
Классы МПК
Бетон, усиленный металлическими волокнами, цементирующая растворная часть бетонной смеси и заранее приготовленная смесь для приготовления растворной части бетонной смеси и бетона
Реферат
Изобретение относится к бетонам, усиленным волокнами, особенно к бетонам для изготовления элементов структур для строительной техники, предназначенных для строительства зданий и структур автомобильных магистралей. Технический результат – улучшение механических свойств бетона. Бетон получен при смешивании с водой цемента, гранулированных элементов, элементов, способных улучшить прочность растворной части бетонной смеси и, по меньшей мере, одного диспергирующего реагента в определенных условиях и пропорциях. 4 с. и 66 з. п. ф-лы, 3 табл., 16 ил.
Изобретение относится к области бетонов, более конкретно к бетонам, усиленным волокнами. Основной предмет изобретения относится к улучшенному бетону, в особенности к бетону, позволяющему изготавливать элементы структур для строительной техники, предназначенные для строительства зданий и структур автомобильных магистралей и имеющие свойства, превосходящие свойства элементов известного уровня техники. В частности настоящее изобретение направлено на разработку структуры бетона, обладающего одновременно прочностью и механической пластичностью. Структурный анализ бетонов показывает, что их механические свойства непосредственно связаны с наличием структурных дефектов. В бетонах, подвергающихся механическим нагрузкам, могут наблюдаться различные типы дефектов, различающихся по величине. Самые мелкие дефекты, наблюдаемые в бетоне, называются микропористостью. Микропористость представляет собой поры, называемые капиллярами, образующиеся в результате наличия свободного пространства между гранулами, изначально присутствующего в исходном растворе. Их размер варьирует от 50 нм до нескольких микрометров. Более крупные наблюдаемые дефекты называются микротрещинами. Они представляют собой микротрещины размером в диапазоне от 1 мкм до нескольких сотен микрон. Они не сливаются, то есть они не образуют непрерывный путь сквозь структуру. Они возникают в основном из-за неоднородного состава бетона, включений (комочков), обладающих механическими и физическими свойствами, отличающимися от свойств связующего вещества/цемента. Микротрещины возникают под воздействием механической нагрузки. Этот тип дефекта является основной причиной плохих механических свойств бетона под нагрузкой и его хрупкости. Самые крупные наблюдаемые дефекты называются макротрещинами. Размеры этих трещин находятся в диапазоне от нескольких сотен микрон до нескольких миллиметров. Эти трещины сливаются. Также могут наблюдаться более крупные дефекты размером в несколько миллиметров, которые возникают из-за плохого приготовления бетона (попадания воздуха, ошибки при заполнении). Для уменьшения содержания различных дефектов или для снижения их влияния на механические свойства бетона были предложены различные подходы. Для улучшения механических свойств бетонов было предложено заменять песок в цементирующей растворной части бетонной смеси другими высокоэффективными составляющими, однако при этом стоимость бетона возрастает до уровня, неприемлемого для того, чтобы широко использовать такой бетон в строительстве, вследствие экономических ограничений, которые существуют в этой области техники. Также было предложено включать в состав бетона наполнитель с высокой твердостью, но его количество, необходимое для достижения требуемого результата, также значительно повышает стоимость производства бетонов из-за высокой стоимости такого наполнителя. Кроме этого, также было предложено улучшить, иногда эффективно, некоторые механические свойства бетона путем добавления в его состав высокого содержания усиливающих волокон, а именно обычно в количестве от 10 до 15 об.%, но это оказывало не только существенное влияние на стоимость производства бетона, но также делало его перемешивание, гомогенизацию и заливку слишком трудным или критичным для применения в строительстве, особенно в условиях работы на строительной площадке. Кроме того, микропористость можно контролировать путем снижения весового соотношения вода : цемент и использования пластификаторов. Использование мелких наполнителей, особенно наполнителей, вступающих в пуццолановую реакцию, также позволяет уменьшить размер микропор. Однако организация каркаса заполнителя с использованием обычных способов не позволяет получить бетон с удовлетворительной реологией в приемлемых условиях эксплуатации на строительстве (плохо распределенные волокна, микроструктурные дефекты и т.д.). Сами микротрещины существенно уменьшаются путем: - улучшения однородности бетона, например, путем ограничения размера частиц заполнителя до величины 800 мкм; - улучшения компактности материала (оптимизация заполнителя и в случае необходимости прессование перед и во время фазы схватывания); - осуществления термообработки после схватывания. Что касается макротрещин, их можно контролировать путем использования металлических волокон, однако при этом возникают трудности, указанные выше. Для иллюстрации известного уровня техники можно упомянуть заявку на патент WO A 95/01316, в которой описан бетон, усиленный металлическими волокнами с контролируемым содержанием волокон, размеры которых выбирают в определенной пропорции по отношению к размеру частиц заполнителя. Этот бетон, усиленный волокнами, включает цемент, частицы заполнителя, мелкие частицы, участвующие в пуццолановой реакции, и металлические волокна. Частицы заполнителя должны иметь максимальный размер D не более 800 мкм, отдельные волокна должны иметь длину (l) в диапазоне от 4 до 20 мм и отношение R средней длины L волокон к D должно составлять по меньшей мере 10, а содержание волокон должно быть таким, чтобы волокна занимали в бетоне объем от 1 до 4 об.% после его схватывания. Полученный бетон проявляет пластичные свойства или подвергается псевдодеформационному упрочнению. Тем не менее, все еще остается потребность в устранении вышеприведенных дефектов или в существенном снижении их влияния, особенно микротрещин, поскольку, как можно видеть, работа, описанная в известном уровне техники, направлена в основном на предотвращение образования макротрещин, а не микротрещин; при этом микротрещины всего лишь частично стабилизированы и образуются под нагрузкой. Настоящее изобретение направлено на разработку бетона, содержащего металлические усиливающие волокна с улучшенными свойствами по сравнению с аналогичными бетонами известного уровня техники. Улучшенные свойства следует понимать как механические свойства, которые превосходят свойства известных усиленных волокнами бетонов и свойства, которые, по меньшей мере, равны свойствам известных усиленных волокнами бетонов, причем эти свойства постоянно воспроизводятся при промышленном производстве. Другой целью настоящего изобретения является повышение уровня нагрузки, при котором в бетоне возникает первое повреждение (то есть микротрещины) и, таким образом, повышение диапазона использования бетона, а именно линейного эластичного поведения бетона. Еще одной целью настоящего изобретения является улучшение деформационного упрочнения бетона за пределами первого повреждения путем контроля над распространением макротрещин. Цель настоящего изобретения, таким образом, состоит в повышении диапазона использования бетона за пределами первого повреждения путем улучшения эластичности бетона. Другой целью настоящего изобретения является также улучшение благодаря эффекту совместного действия между цементирующей растворной части бетонной смеси и волокнами свойств бетона как по отношению к возникновению микротрещин, так и по отношению к распространению макротрещин. Термин "цементирующая растворная часть бетонной смеси" означает затвердевшую цементирующую смесь без металлических волокон. Еще одной целью настоящего изобретения, которая в особенности является важной для получения бетонных структур, которые из-за их размеров или условий на строительной площадке не могут подвергаться тепловой обработке, является получение бетона в улучшенных условиях по сравнению с известным уровнем техники и особенно при температурах, близких к температуре окружающей среды (20С), имеющего механические свойства (в смысле, указанном выше), по меньшей мере, равные свойствам, которые в случае широко известных бетонов, усиленных волокнами, могут быть получены только за счет термообработки. Кроме того, объектом настоящего изобретения является цементирующая растворная часть бетонной смеси, которая позволяет производить бетон в соответствии с настоящим изобретением, и заранее приготовленные смеси, которые содержат все или некоторое количество компонентов, необходимых для приготовления этой растворной части бетонной смеси или бетона. Таким образом, настоящее изобретение относится к бетону, состоящему из затвердевшей цементирующей растворной части бетонной смеси, в которой распределены металлические волокна, полученному путем смешивания с водой состава, включающего кроме волокон: (a) цемент; (b) частицы заполнителя, имеющие максимальный размер частиц Dmax не более 2 мм, предпочтительно не более 1 мм; (c) частицы, участвующие в пуццолановой реакции, имеющие размер элементарных частиц не более 1 мкм, предпочтительно не более 0,5 мкм; (d) компоненты, способные улучшить прочность растворной части бетонной смеси, которые выбирают из игольчатых или хлопьевидных частиц, имеющих средний размер не более 1 мм и присутствующих в пропорции по объему от 2,5 до 35% от общего объема частиц (b) заполнителя и частиц (с), участвующих в пуццолановой реакции; (е) по меньшей мере, один диспергирующий реагент; и удовлетворяет следующим условиям: (1) весовой процент воды (W) по отношению к общему весу цемента (а) и частиц (с) находится в диапазоне 8-24%; (2) отдельные волокна имеют длину l, по меньшей мере, 2 мм и отношение l/d составляет, по меньшей мере, 20, где d представляет собой диаметр волокон; (3) отношение R средней длины L волокон к максимальному размеру Dmax частиц заполнителя составляет, по меньшей мере, 10; (4) количество волокон таково, что их объем составляет меньше, чем 4% и предпочтительно меньше, чем 3,5% объема бетона после его схватывания. Таким образом, благодаря новой конструкции каркаса заполнителя и его взаимоотношений с усиливающими волокнами такой подход обеспечивает получение бетона с требуемыми реологическими и механическими свойствами. Свойства бетона в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно не изменяются, если в растворной части бетонной смеси также используются частицы (b) заполнителя, имеющие размер, превышающий 2 мм, но в пропорции, которая не превышает 25% общего объема комбинации компонентов (а) + (b) + (с) + (d). Присутствие заполнителя этого класса в такой пропорции может рассматриваться как заполнитель, который не способствует достижению механических свойств материала, поскольку: размер частиц D50 комбинации компонентов составляющих (а), (b), (с) и (d) составляет, по меньшей мере, 200 мкм, предпочтительно, по меньшей мере, 150 мкм; и отношение R средней длины L волокон к размеру частиц D75 комбинации компонентов (а), (b), (с) и (d) составляет, по меньшей мере, 5, предпочтительно, по меньшей мере, 10. Термины размер частиц D75 и размер частиц D50 означают соответственно размеры сит, у которых проходящая сквозь сито фракция составляет 75%, и 50% соответственно общего объема частиц. Изобретение также относится к бетону, состоящему из отвердевшей цементирующей растворной части бетонной смеси, в которой распределены металлические волокна, полученному путем смешивания с водой, состава, включающего кроме волокон: (a) цемент; (b) частицы заполнителя; (c) частицы, участвующие в пуццолановой реакции, имеющие размер элементарных частиц не более 1 мкм, предпочтительно не более 0,5 мкм; (d) компоненты, способные улучшить прочность растворной части бетонной смеси, которые выбирают из игольчатых или хлопьевидных частиц, имеющих средний размер не более 1 мм и присутствующие в объемной пропорции от 2,5 до 35% общего объема частиц (b) заполнителя и частиц (с), участвующих в пуццолановой реакции; (е) по меньшей мере, один диспергирующий реагент; и удовлетворяет следующим условиям: (1) весовая концентрация в процентах воды W по отношению к общему весу цемента (а) и частиц (с) находится в диапазоне 8-24%; (2) длина l отдельных волокон составляет, по меньшей мере, 2 мм и отношение l/d составляет, по меньшей мере, 20, где d представляет собой диаметр волокон; (3) отношение R средней длины L волокон к размеру D75 частиц смеси компонентов (а), (b), (с) и (d) составляет, по меньшей мере, 5, предпочтительно, по меньшей мере, 10; (4) количество волокон таково, что их объем составляет менее 4% и предпочтительно менее 3,5% объема бетона после его застывания; (5) смесь компонентов (а), (b), (с) и (d) имеет частицы размером D75 не более 2 мм, предпочтительно не более 1 мм и размер D50 частиц составляет не более 150 мкм, предпочтительно не более 100 мкм. Условия (3) и (5) относятся ко всем твердым компонентам (а), (b), (с) и (d) совместно за исключением волокон и не относятся ни к одной из составляющих по отдельности. Предпочтительно прочность цементирующей растворной части бетонной смеси составляет, по меньшей мере, 15 Дж/м2, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 20 Дж/м2. Прочность выражается либо через напряженность (коэффициент интенсивности напряженности Кс), либо через энергию (коэффициент освобождения критической энергии деформации Gc), используя математическую модель линейной механики разрушений. Используемые способы измерений для определения прочности цементирующей растворной части бетонной смеси будут описаны ниже в части описания, относящейся к примерам. Прочность цементирующей растворной части бетонной смеси обеспечивается при использовании частиц (d), имеющих средний размер не более 500 мкм. Они присутствуют в количестве 5-25% от общего объема частиц (b) заполнителя и частиц (с), участвующих в пуццолановой реакции. Из-за своей функции по улучшению прочности растворной части бетонной смеси указанные частицы ниже в тексте описания будут называться "усиливающие частицы". Термин "размер" усиливающих частиц следует понимать как средний размер их наибольшего измерения (в особенности длины в случае частиц игольчатой формы). Они могут представлять собой природные или синтетические продукты. Усиливающие частицы игольчатой формы выбирают из волластонитовых волокон, бокситовых волокон, волокон муллита, волокон титаната калия, волокон карбида кремния, целлюлозных волокон или волокон из производных целлюлозы, таких как ацетилцеллюлоза, углеродных волокон, волокон фосфатов кальция, в особенности волокон гидроксиапатита НАР, волокон карбоната кальция или производных продуктов, полученных путем перемалывания указанных волокон и смеси указанных волокон. Хорошие результаты позволяют получить волластонитовые волокна. Таким образом, присутствие волластонитовых волокон в цементирующей растворной части бетонной смеси приводит к снижению микропористости. Этот неожиданный эффект особенно очевиден в случае бетонов, которые подвергались созреванию при 20С (см. ниже). Предпочтительно используются такие усиливающие частицы, степень игольчастости которых, выраженная в отношении длина/диаметр, составляет не менее 3 и предпочтительно не менее 5. Усиливающие хлопьевидные частицы выбирают их хлопьев слюды, хлопьев талька, смешанных хлопьев силиката глины, хлопьев вермикулита, хлопьев окиси алюминия и смешанных хлопьев алюмината или силиката и смеси указанных хлопьев. Хорошие результаты позволили получить хлопья слюды. В составе бетона в соответствии с настоящим изобретением можно также использовать комбинации этих различных форм или типов усиливающих частиц. По меньшей мере, некоторые из этих усиливающих частиц могут иметь на своей поверхности полимерное органическое покрытие, которое содержит латекс или получено из, по меньшей мере, одного из следующих соединений: поливиниловый спирт, силаны, силиконаты, силоксановые смолы, полиорганосилоксаны или продукты реакции между (1) по меньшей мере, одной карбоксильной кислотой, содержащей от 3 до 22 атомов углерода, (2) по меньшей мере, одним многофункциональным алифатическим или ароматическим амином или замещенным амином, содержащим от 2 до 25 атомов углерода, и (3) сшивающим агентом, который представляет собой водорастворимый комплекс металла, содержащий, по меньшей мере, один металл, выбранный из: цинка, алюминия, титана, меди, хрома, железа, циркония и свинца. Этот продукт более подробно описан в заявке ЕР А 0372804. Толщина этого покрытия может варьировать в диапазоне от 0,01 до 10 мкм, предпочтительно от 0,1 до 1 мкм. Латексы выбирают среди стиренбутадиеновых латексов, акриловых латексов, стиренакриловых латексов, метакриловых латексов и карбонилированных и фосфонированных латексов. Предпочтительными являются латексы, имеющие функциональные группы, образующие комплекс с кальцием. Полимерное органическое покрытие может быть получено путем обработки усиливающих частиц в псевдоожиженном слое или с использованием миксера типа FORBERG в присутствии одного из соединений, описанных выше. Следующие соединения являются предпочтительными: Н240 полиорганосилоксан, Manalox 403/60/WS и WB LS 14 и Rhodorsil 878, 865 и 1830 РХ силоксановые смолы, все эти соединения поставляются компанией Родиа-Химие (Rhodia-Chimie), а также силиконаты калия. Обработка такого типа в особенности рекомендуется для усиливающих частиц, которые представляют собой вещества природного происхождения. Предпочтительно среднее усилие связывания металлических волокон в затвердевшей цементирующей растворной части бетонной смеси должно составлять, по меньшей мере, 10 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 15 МПа. Это напряжение определяется с помощью теста, включающего выделение отдельного волокна, вмурованного в блок бетона, как будет описано ниже. Было обнаружено, что такая величина связующего напряжения при использовании растворной части бетонной смеси с высокой прочностью (предпочтительно, по меньшей мере, 15 Дж/м), позволяет получить исключительные механические качества благодаря совместному действию этих двух свойств. Что касается металлических волокон, они могут представлять собой стальные волокна, такие как стальные волокна высокой прочности, аморфные стальные волокна или волокна из нержавеющей стали. В случае необходимости стальные волокна могут иметь покрытие из цветного металла, такого как медь, цинк, никель (или их сплавы). Можно использовать металлические волокна, имеющие переменную геометрию: они могут быть закрученными, волнистыми или с загнутыми концами. Шероховатость волокон может также изменяться, и/или могут использоваться волокна с переменным поперечным сечением; волокна могут быть получены с использованием любой подходящей технологии, включая переплетение или свивание нескольких металлических проводов, благодаря чему волокна становятся перекрученными. Величину связывания волокон в растворной части бетонной смеси можно контролировать различными способами, которые можно использовать отдельно или вместе. Первый способ, обеспечивающий связывание волокон с цементирующей растворной частью бетонной смеси, предусматривает обработку поверхности волокон. С целью увеличения связывания волокон с цементирующей растворной частью бетонной смеси металлические волокна могут представлять собой волокна, которые были подвергнуты протравливанию. Протравливание может быть выполнено, например, путем помещения волокон в контакт с кислотой, после чего кислоту нейтрализуют. С целью увеличения связывания волокон с цементирующей растворной частью бетонной смеси металлические волокна могут представлять собой волокна, на которые было осаждено минеральное соединение, такое как кремнезем или фосфат металла. Кремнезем может быть осажден путем помещения волокон в контакт с соединениями кремния, такими как силаны, силиконаты или золи кремнезема. В общем случае фосфат металла осаждают с использованием процесса фосфатизации, который состоит во введении предварительно протравленных металлических волокон в водный раствор, содержащий фосфат металла, предпочтительно фосфат марганца или фосфат цинка, а затем этот раствор фильтруют с целью извлечения волокон. Затем волокна промывают, нейтрализуют и снова промывают. В отличие от обычного процесса фосфатизации полученные волокна нет необходимости подвергать окончательной обработке типа смазки; однако в случае необходимости они могут быть импрегнированы с помощью определенной добавки для обеспечения антикоррозийной защиты или для того, чтобы их легче было обрабатывать цементирующей средой. Обработку типа фосфатизации можно также выполнять путем покрытия или распыления раствора фосфата металла на волокна. Можно использовать любой тип фосфатизации, по этому предмету можно сделать ссылку на способы обработки, описанные в статье автора Дж. Лорин под названием "Фосфатизация металлов" (1973 г.), изд. Эйроллес (G. LORIN "The Phosphatizing of Metals" (1973), Pub, Eyrolles). Отдельные металлические волокна имеют длину l 10-30 мм. Второй способ, обеспечивающий связывание волокон с цементирующей растворной частью бетонной смеси, предусматривает включение в состав, по меньшей мере, одного из следующих соединений: соединение кремнезема, включающее в основном кремнезем, осажденный карбонат кальция, поливиниловый спирт в водном растворе, латекс или смесь указанных соединений. Выражение "кремнеземное соединение, содержащее в основном кремнезем", означает синтетические продукты, выбранные из числа осажденных кремнеземов, растворов кремнезема, пирогенных кремнеземов (или типа Aerosil), алюминосиликаты, например Tixosil 28, поставляемые фирмой Родиа Химие, или продукты типа глины (природные или производные), например бентонитовые глины, силикаты магния, сепиолиты и монтмориллониты. Предпочтительно использовать, по меньшей мере, один из осажденных кремнеземов. Термин "осажденный кремнезем" означает кремнезем, полученный путем осаждения из реакции силиката щелочного металла с кислотой, как правило, неорганической кислотой, с подходящим уровнем рН осаждающей среды, в частности основным, нейтральным или немного кислым рН; при этом для приготовления кремнезема может быть использован любой способ (добавление кислоты к осадку силиката, полное или частичное одновременное добавление кислоты или силиката к воде или к осадку раствора силиката и т.д.), способ выбирают в зависимости от типа кремнезема, который требуется получить; после этапа осаждения, как правило, следует этап отделения кремнезема от реакционной смеси, с использованием любых известных средств, например фильтрующего пресса или вакуумного фильтра; при этом осадок собирают на фильтре, который, если необходимо, промывают; этот осадок может быть в случае необходимости после разминания высушен с помощью любого известного средства, в особенности с помощью высушивания распылением, и затем в случае необходимости может перемалываться и/или агломерироваться. Как правило, соединение кремнезема представляет собой осажденный кремнезем, введенный в состав в количестве от 0,1 до 5 вес.%, выраженный как сухое вещество по отношению к общему весу бетона. При количестве, большем 5%, обычно возникают проблемы реологии при приготовлении строительного раствора. Предпочтительно осажденный кремнезем вводят в состав в форме водной суспензии. Она в особенности может представлять собой водную суспензию кремнезема, с характеристиками: - содержание твердых веществ в диапазоне от 10 до 40 вес.%; - вязкость менее чем 410-2 Пас при сдвиге 50 с-1; - количество кремнезема, содержащегося в надосадочной жидкости указанной суспензии после центрифугирования при 7500 об/мин в течение 30 минут, составляет более 50 вес.% кремнезема, содержащегося в суспензии. Эта суспензия более подробно описана в заявке на патент WO A 96/01787. Кремнеземная суспензия типа Rhoximat CS 60 SL, поставляемая компанией Родия Химие, является в особенности подходящий для этого типа бетона. Отношение l/d составляет, по меньшей мере, 20 и предпочтительно не превышает 200, где d представляет диаметр волокон. Частицы (b) заполнителя по существу представляют собой просеянные или перемолотые пески или смеси песков, которые предпочтительно могут содержать кремнеземные пески, в частности кварцевую муку. Максимальный размер частиц D100 или Dmax этих частиц предпочтительно не превышает 1 мм. Эти частицы заполнителя в общем присутствуют в количестве от 20 до 60 вес.% цементирующей растворной части бетонной смеси, предпочтительно от 25 до 50 вес.% к весу цементирующей растворной части бетонной смеси. Мелкие частицы (с), участвующие в пуццолановой реакции, можно выбирать из кремнеземных соединений, в особенности кремнеземной пыли, зольной пыли или шлака доменной печи. Также можно использовать кремнеземные частицы, получаемые методом возгонки, глины, такие как каолин, их производные. Размер указанных частиц составляет, по меньшей мере, 0,1 мкм и не более 1 мкм, предпочтительно не более 0,5 мкм. Кремнезем может представлять собой кремнезем, полученный способом возгонки, при производстве циркония, а не только при производстве кремния. Весовое отношение воды к цементу, общепринятое в технологии производства бетонов, может быть изменено при использовании заменителей цемента, в особенности частиц, участвующих в пуццолановой реакции. Для целей настоящего изобретения был поэтому определен весовой процент воды W по отношению к общему весу цемента и частиц, участвующих в пуццолановой реакции, который составляет 13-20%. Далее в описании примеров будет использовано соотношение вода/цемент, обозначенное W/C. Бетон может быть предварительно напряженным с помощью связанных проводов, или с помощью связанной предварительно напряженной арматуры или тросов, или с помощью армирующих прутьев с облицовкой каналов, причем трос состоит из сборки проводов или состоит из арматурных прутьев. Предварительное напряжение в форме предварительного натяжения или в форме натяжения арматуры на бетон является особенно пригодным для продуктов, изготовленных из бетона в соответствии с настоящим изобретением. Это происходит потому, что металлические предварительно напряженные тросы всегда имеют очень высокую плохо используемую прочность на разрыв, поскольку хрупкость растворной части бетонной смеси, которая содержит их, не позволяет оптимизировать размеры структурных элементов бетона. В этой области уже был достигнут прогресс в смысле использования высококачественных бетонов; в случае бетонов в соответствии с настоящим изобретением, материал является гомогенно усиленным металлическими волокнами, что позволяет достичь высоких механических характеристик совместно с гибкостью. Предварительное напряжение этого материала с помощью тросов или арматуры независимо от режима предварительного напряжения используется практически в полной мере, благодаря чему создаются предварительно напряженные бетонные элементы, которые являются очень прочными как при нагрузке, так и при изгибе и, следовательно, являются оптимизированными. Снижение полученного объема, поскольку это повышает механическую прочность, может позволить производить очень легкие готовые элементы. Следовательно, существует возможность получения длинных бетонных элементов перекрытий, которые легко транспортируются благодаря их легкости; это в особенности пригодно для строительства больших структур, в которых широко используется предварительное напряжение с натяжением арматуры на бетон. В случае такого типа структур настоящее решение обеспечивает в особенности существенную экономию в отношении времени продолжительности работ на строительстве и при сборке. Кроме того, в случае тепловой обработки использование предварительного напряжения или предварительного напряжения с натяжением арматуры на бетон существенно снижает усадку бетона. Это свойство является в особенности предпочтительным и все вышеперечисленные преимущества, связанные с очень низкой проницаемостью продукта, являются в высокой степени предпочтительными в случае длительного срока службы и технического обслуживания структур с течением времени, что означает, что этот материал на полных основаниях может заменять структуры, построенные из стали. В иных случаях бетон может представлять собой железобетон с предварительным натяжением арматуры на бетон. Бетоны, полученные в соответствии с настоящим изобретением, в общем имеют прямой предел прочности на разрыв Rt не менее 12 МПа. Они могут также иметь прочность на изгиб Rf при 4-точечном изгибе - модуль разрыва - изгибе не менее 25 МПа, предел прочности на сжатие Re не менее 150 МПа и работу разрушения Wf не менее 2500 Дж/м2. Бетон после его схватывания может подвергаться созреванию при температуре, близкой к температуре окружающей среды, например 20С, в течение времени, необходимого для достижения требуемых механических свойств. Неожиданно было обнаружено, что созревание при температуре, близкой к температуре окружающей среды, дает хорошие результаты, что достигается благодаря соответствующему выбору компонентов в составе бетона. Процесс созревания может также включать термообработку бетона после его схватывания при температуре от 60 до 100С при нормальном давлении. Продолжительность термообработки составляет от 6 часов до 4 дней, предпочтительно от 6 часов до 72 часов. Последнее является достаточным для диапазона температур от 60 до 100С. Оптимальное время термообработки составляет приблизительно 2 дня, и обработка начинается после окончания фазы схватывания смеси или, по меньшей мере, через один день после начала схватывания. Термообработка выполняется в сухой или влажной среде или производится циклами попеременно в двух средах, например 24 часа во влажной среде, после чего следует обработка в течение 24 часов в сухой среде. Такая термообработка выполняется на бетонах, в которых фаза схватывания завершена и которые предпочтительно подвергают выдерживанию в течение, по меньшей мере, одного дня и лучше в течение, по меньшей мере, приблизительно 7 дней. Когда бетон подвергают вышеуказанной термообработке, может быть полезной добавка кварцевого порошка. В предложенном бетоне цемент (а) в соответствии с настоящим изобретением, в частности, может представлять собой портландцемент, такой как портландцементы СРА PMES, HP, HPR, СЕМ I PMES, 52,5 или 52,5R или HTS (с высоким содержанием кремнезема). Диспергирующий реагент (е) в общем представляет собой пластификатор. Пластификатор может быть выбран из лингносульфонатов, казеина, полинафталенов, в частности полинафталенсульфонатов щелочных металлов, производных формальдегида, полиакрилатов щелочных металлов, поликарбоксилатов щелочных металлов и привитых окислов полиэтилена. В общем состав в соответствии с настоящим изобретением содержит от 0,5 до 2,5 весовых частей пластификатора на 100 весовых частей цемента. В состав в соответствии с настоящим изобретением могут также быть добавлены другие добавки, например пеногасители. В качестве примера может быть использован пеногаситель на основе полидиметилсилоксана или на основе пропиленгликоля. Среди пеногасителей этого типа можно упомянуть в особенности силиконы в форме растворов или в форме твердого вещества или предпочтительно в форме смолы, масла или эмульсии, предпочтительно в воде. Более конкретно, пригодными являются силиконы, в особенности содержащие М повторяющиеся звенья (RSiO0.5) и D повторяющиеся звенья (R2SiO). В этих формулах радикалы R могут быть идентичными или различными и более конкретно их выбирают из водородных и алкильных радикалов, содержащих от 1 до 8 атомов углерода, причем метил радикалы являются предпочтительными. Количество повторяющихся звеньев предпочтительно находится в диапазоне от 30 до 120. Количество такого вещества в составе в общем составляет не более 5 весовых частей на 100 частей цемента. Все размеры частиц измеряли с помощью ПЭМ (просвечивающего электронного микроскопа) или СЭМ (сканирующего электронного микроскопа). Растворная часть бетонной смеси также может содержать другие компоненты, если только они не ухудшают ожидаемые характеристики бетона. Бетон может быть получен в соответствии с любым процессом, известным специалистам в данной области техники, в особенности с применением смешивания твердых составляющих с водой, формовки (отливки, впрыска под давлением, закачки, выдавливания, каландрирования) и последующего затвердевания. Например, для приготовления бетона компоненты растворной части бетонной смеси и усиливающие волокна смешивают с подходящим количеством воды. Предпочтительно используют следующий порядок смешивания: - смешивание мелко измельченных компонентов растворной части бетонной смеси (например, в течение 2 минут); - добавление воды и части, например половины, добавок; - перемешивание (например, в течение 1 минуты); - ввод остальной части добавок; - перемешивание (например, в течение 3 минут); - добавление усиливающих волокон и дополнительных составляющих; - перемешивание (например, в течение 2 минут). Бетон затем подвергают созреванию при температуре от 20 до 100С в течение времени, необходимого для достижения требуемых механических свойств. Настоящее изобретение также относится к цементирующей растворной части бетонной смеси, предназначенной для получения и использования бетона, описанного выше. И, наконец, настоящее изобретение относится к заранее приготовленной смеси для приготовления растворной части бетонной смеси и бетона, содержащей все или некоторые из компонентов, необходимых для приготовления растворной части бетонной смеси или бетона, определенных выше. Краткое описание чертежей Фигура 1 показывает график, полученный при испытаниях на изгиб при величине напряжения (в МПа), указанной по оси y, и величинах деформации (в мм), указанных по оси x для образцов бетона с отношением В/Ц, составляющим 0,24, и созревании при 20С соответственно с волластонитом (кривые 12.1, 12.2 и 12.3) и без волластонита (кривые 11.1, 11.2 и 11.3). Фигура 2 показывает график, аналогичный графику по фигуре 1, но для образцов бетона такого же состава с обработкой при 90°С: с волластонитом (кривые 10.1, 10.2 и 10.3) и без волластонита (кривые 9.1, 9.2 и 9.3). Фигура 3 показывает график, полученный при испытаниях предела прочности на растяжение образцов бетона, относящихся к волокнам из необработанной стали, с отношением В/Ц 0,20 и при термообработке при 90С соответственно с осажденным кремнеземом (кривые 20.1, 20.2 и 20.3) и без осажденного кремнезема (кривые 20.4 и 20.5). Фигура 4 показывает график, полученный при испытаниях на изгиб для трех образцов с отношением В/Ц 0,25 и при термообработке при 90С соответственно с волокнами с поверхностной обработкой (кривые 16.1 и 16.2) и с необработанными волокнами (кривая 15.1). По оси y расположены величины напряжения при изгибе (в МПа), и по оси x приведены величины изгиба (в мм). Фигуры 5-7 показывают пористость образцов бетона, которую определяли с помощью технологии проникновения ртути: по оси y приведены значения накапливаемого объема (мл/г) и по оси x - диаметр (в микрометрах) пор. Фигура 5 соответствует образцу бетона (пример 1), который подвергался созреванию при температуре 20С. Фигура 6 соответствует образцу бетона (пример 2), который подвергался термообработке при температуре 90С. Фигура 7 соответствует образцу бетона, содержащему волластонит (пример 3), который подвергался созреванию при температуре 20