Графит для бетона: технические особенности и области применения

Графит — природный минерал, представляющий одну из аллотропных модификаций углерода со слоистой кристаллической структурой. Благодаря высокой электропроводности, термостойкости и химической инертности этот материал нашёл применение в строительной отрасли в качестве функциональной добавки к бетонным смесям. Графит для бетона используется при создании специальных составов с электропроводящими или декоративными свойствами.

Особенности применения графита в бетонных смесях

Следует учитывать важный технический нюанс: согласно ГОСТ 26633-91 «Бетоны тяжёлые и мелкозернистые», графит отнесён к категории вредных примесей в заполнителях для стандартного конструкционного бетона. Это связано с тем, что графитовые включения в обычном бетоне могут снижать прочность и долговечность конструкций. Поэтому применение графита допускается только в специальных составах, где его свойства используются целенаправленно: электропроводящих, антистатических или декоративных бетонах. В таких случаях графит вводится как функциональная добавка по расчётной рецептуре.

Электропроводящий бетон с графитовым наполнителем

Электропроводящий бетон (англ. ECON — Electrically Conductive Concrete) — специальный композиционный материал, способный проводить электрический ток. Для придания электропроводящих свойств в цементную матрицу вводят углеродсодержащие компоненты: порошкообразный графит, углеродные волокна, сажу или их комбинации. Содержание токопроводящих добавок составляет от 1 до 20% по объёму смеси в зависимости от требуемого удельного электрического сопротивления.

Технические характеристики электропроводящего бетона

Для эффективного противообледенительного применения удельное электрическое сопротивление материала должно составлять менее 1000 Ом·см. При прохождении тока через такой бетон происходит его нагрев за счёт джоулева тепла. Исследования показывают, что с увеличением содержания графита в смеси электропроводность возрастает, однако при этом снижается прочность на сжатие. Оптимальное соотношение определяется расчётным путём для конкретных условий эксплуатации.

Области применения электропроводящего бетона

Электропроводящий бетон с графитовым наполнителем применяется в следующих областях:

• Дорожные и аэродромные покрытия с функцией антиобледенения — нагрев поверхности предотвращает образование наледи
• Антистатические полы промышленных зданий — снятие статического электричества для защиты электронного оборудования
• Элементы заземляющих устройств — обеспечение надёжного контакта с грунтом
• Конструкции с функцией мониторинга — изменение электросопротивления при деформациях позволяет контролировать состояние сооружения

Графит как пигмент для бетона

Порошкообразный графит используется в качестве минерального пигмента для колеровки бетонных смесей в серые и тёмно-серебристые оттенки. В отличие от синтетических красителей, графит является природным материалом без токсичных компонентов. Пигментация графитом обеспечивает равномерную окраску всего объёма изделия, а не только поверхностного слоя.

Особенности колеровки бетона графитом

При использовании графита в качестве пигмента необходимо учитывать несколько факторов. Цветовая гамма ограничена серыми и тёмными оттенками — от светло-серого до почти чёрного в зависимости от концентрации добавки. Дозировка пигмента влияет на прочностные характеристики готового изделия: превышение оптимального содержания приводит к снижению марочной прочности бетона. Для декоративных изделий, где прочность не является критическим параметром, допускается более высокое содержание графита.

Марки графита для строительных применений

Требования к природному графиту регламентируются ГОСТ 17022-81 «Графит. Типы, марки и общие технические требования». В зависимости от минералогического типа и области применения выпускаются различные марки материала.

Основные типы графита

По структуре различают кристаллический (чешуйчатый) и скрытокристаллический (аморфный) графит. Кристаллический графит обладает более высокой электропроводностью и применяется для создания электропроводящих составов. Скрытокристаллический графит имеет более мелкую фракцию и используется преимущественно для пигментации.

Для строительных применений могут использоваться следующие марки:

• ГС (графит смазочный) — марки ГС-1, ГС-2, ГС-3, ГС-4 по ГОСТ 8295-73
• ГЛС (графит литейный скрытокристаллический) — марки ГЛС-1, ГЛС-2, ГЛС-3
• П (графит порошковый) — для общепромышленных применений

Требования к качеству графита

Ключевыми показателями качества графита являются массовая доля углерода (не менее 80–99% в зависимости от марки), зольность, влажность и гранулометрический состав. Для электропроводящих бетонов предпочтителен графит с высоким содержанием углерода, обеспечивающим максимальную электропроводность. Гранулометрический состав подбирается в зависимости от технологии введения добавки в смесь.

Формы поставки и хранение

Графит для строительных применений поставляется в порошкообразном виде различной фракции. Стандартная фасовка — многослойные бумажные мешки, обеспечивающие защиту от влаги при транспортировке. Допускается перевозка любым видом транспорта при условии защиты от атмосферных осадков.

Хранение осуществляется в закрытых складских помещениях с относительной влажностью воздуха не более 70%. Графит гигроскопичен, поэтому повышенная влажность при длительном хранении может привести к комкованию порошка и ухудшению его технологических свойств. Гарантийный срок хранения при соблюдении условий — не менее 12 месяцев с даты изготовления.

Технология введения графита в бетонную смесь

Графитовую добавку вводят в сухую цементно-песчаную смесь на этапе перемешивания, до затворения водой. Это обеспечивает равномерное распределение частиц графита по объёму материала. При изготовлении электропроводящего бетона часть мелкого заполнителя (песка) заменяют графитом в расчётном соотношении. Точная дозировка определяется лабораторным подбором состава с учётом требуемых электрофизических и прочностных характеристик.

Для декоративной колеровки графит добавляют в количестве 2–8% от массы цемента. Более высокие концентрации дают насыщенный тёмный цвет, но могут негативно влиять на прочность изделия. Перед массовым применением рекомендуется изготовить пробные образцы для оценки цвета и физико-механических свойств.

Формы поставки графита от RusskijMetall.ru

Компания осуществляет поставки порошкового графита различных марок для строительных и промышленных применений. Доступны фасовки от розничных партий до оптовых объёмов в биг-бэгах. Материал соответствует требованиям действующих стандартов и сопровождается документами о качестве. Условия поставки и цены — по запросу.