Добавил ускоритель твердения — пулей на объект!

Обсуждать прогрессивное начало, которое несет в себе сборно-монолитное каркасное строительство, можно сколько угодно, но реальным смыслом эти обсуждения наполняются лишь тогда, когда решен вопрос режима бетонирования монолитных участков. Именно поэтому доклад главного научного сотрудника НИЭПГП "БелНИИС" доктора технических наук профессора БГПА Н. П. Блещика "Малоэнергоемкая и беспрогревная технология укладки монолитного бетона в летних и зимних условиях", сделанный им 22 сентября, органично вплелся в канву международной конференции "Многоэтажные жилые здания с монолитными и сборно-монолитными каркасами. Новые опалубочные системы, технологии и опыт строительства".

Рассматриваемые сегодня новые конструктивные системы зданий могут быть эффективными в строительстве только в том случае, если будет обеспечена интенсивная и малоэнергоемкая технология возведения монолитных железобетонных конструкций. Традиционный подход к вопросу выдерживания бетона до получения им распалубочной прочности (а бетонирование каркаса с пролетами длиной более 6 м требует достижения бетоном перед снятием опалубки, как правило, 80% проектной прочности, то есть примерно 240 кг/см 2) - это выдерживание бетона в опалубке около 14 суток в летних условиях. Естественно, это снижает оборачиваемость опалубочных систем. Снижается и темп строительства. Тогда преимущества, получение которых ожидается вследствие экономии удельных расходов материалов на единицу потребительских качеств здания, поглощаются этими потерями.

В данной связи перед институтом "БелНИИС" была поставлена задача разработки интенсивной малоэнергоемкой технологии возведения монолитных участков конструкций обсуждаемых систем.

При этом были приняты следующие граничные условия. Для обеспечения непрерывной оборачиваемости оснастки и заданного темпа строительства необходимо было добиться достижения бетоном распалубочной прочности в течение 2 суток в летний период и в течение 7 суток - зимой. Задача эта решается путем осуществления следующих мероприятий.

Во-первых, это применение водоредуцирующих (пластификаторы и суперпластификаторы) и ускоряющих твердение бетона химических добавок. Отечественным строителям известны эти добавки, хотя объем химизации бетона в республике по сравнению с зарубежным уровнем невысок. Разумеется, речь шла о применении отечественных химических добавок. Известные ускорители (хлорид кальция, нитрит натрия) дефицитны, дорогостоящи и не производятся в РБ - их необходимо покупать за валюту.

Республика не обделена химпредприятиями. Была изучена возможность получения необходимых добавок на основе отечественных ресурсов. Если говорить об ускорителе твердения, то были выявлены значительные запасы попутного продукта добычи нефти в Гомельской области, которые получили название полиметаллического водного концентрата (ПВК). Действительно, в состав продукта входит свыше 40 металлических элементов, многие из которых (Cl, Ca, Mg, Li) являются эффективными катализаторами процесса гидратации цемента и твердения бетона.

Исследования завершились разработкой соответствующих ТУ - рекомендаций по их применению как при возведении обсуждаемых систем (и бетонировании монолитных конструкций вообще), так и при производстве сборного железобетона.

Особенность добавки состоит в том, что после ее введения прочность суточного бетона в нормальных условиях увеличивается в зависимости от вида цемента и состава бетона на 30-120%, то есть почти вдвое. Кроме того, бетонные смеси, модифицированные ПВК, продолжают твердеть и при отрицательных (до -15 °С) температурах. Правда, темп набора бетоном прочности в данном режиме ниже желаемого, поэтому применение холодного бетона ограничивается температурой -10 °С.

Водоредуцирующая добавка СПС (смола пиролиза сульфированная), позволяющая снизить водоцементное отношение и тем самым ускорить процесс твердения, разработана институтом "БелНИИС" совместно с Новополоцким университетом. Ее компоненты - отходы производства новополоцкого завода "Полимир". По своим свойствам добавка близка к суперпластиификатору С3, который производится Мозырским НПЗ на основе дефицитного нафталина, закупаемого в Украине и России по 38 млн рублей РБ за тонну. При той же подвижности смеси введением добавки было обеспечено аналогичное (20-25%) снижение содержания воды. Сравнение поведения равноподвижных смесей - бездобавочной и с введенной добавкой СПС - показывает увеличение прочности бетона примерно в такой же степени, как и при применении ПВК.

Вторая добавка позволяет в сжатые сроки решить проблему беспрогревного достижения бетоном требуемой прочности.

В том, что касается выбора рациональных цементов для применения интенсивной технологии, жестких требований не выдвигается. Желательно, чтобы трехкальциевого силиката было не менее 58%, а это белорусские цементные заводы - и Красносельский, и Волковысский - обеспечивают. Тем более обеспечивает это новый завод в Костюковичах. Несколько хуже кричевский цемент - в последнее время на этом предприятии перешли на применение других минеральных добавок. Бездобавочный кричевский цемент вполне можно применять, с добавками - с некоторым ограничениями. Тонкость помола должна быть не менее 3000см 2/г.

Во всех случаях используется тепло, выделяемое цементом при гидратации (процесс, на который ранее вообще не обращали никакого внимания).

При подборе рациональных составов бетона должна учитываться не проектная прочность бетона, а достижение им распалубочной прочности в сжатые сроки. При этом, как правило, проектная прочность бетона обеспечивается с избытком. (Перерасход цемента достигает в отдельных случаях 5, иногда, если цемент низкоэффективен, - 10%, зато выдерживается требуемый темп строительства.)

В летних условиях задача решается путем введения химических добавок достаточно просто. Однако возникает еще одна - задача сохранности удобоукладываемости бетонной смеси. При транспортировке с РБУ на объект на достаточно далекие расстояния (при строительстве в Малиновке длительность движения по городу достигала 30-40 минут) бетон с введенными добавками начинает схватываться, терять подвижность еще в пути. В этом случае необходимо введение ускорителя и пластификатора (в частности, С3, замедляющего процессы гидратации в начальный период) одновременно. При необходимости транспортировки смеси на достаточно далекие расстояния в условиях отсутствия пластификаторов необходимо применение миксеров и подача в емкость воды с окончательным перемешиванием смеси уже при подъезде к объекту.

Что же касается зимних условий производства, то на сей случай существует 3 метода: метод холодного бетона, метод термоса и метод тепловой обработки.

В первом случае не требуется дополнительного прогрева опалубки, необходим лишь должный уход за бетоном, который следует укрывать от снега и наледей и предохранять от избыточных теплопотерь в процессе гидратации цемента.

Метод термоса предполагает предварительный разогрев бетонной смеси до 35-50 оС и укладку ее в термоизолированную опалубку. Набор бетоном необходимой для распалубки конструкции прочности осуществляется в процессе остывания бетона от +30 до -10 оС.

При более низких температурах нельзя обойтись без кратковременного прогрева. Мы рекомендуем прогрев закладываемыми в бетон проводами. В течение 1,5-2 часов бетон разогревается до температуры примерно 30 оС, затем электроэнергия отключается, и процесс твердения бетона продолжается по методу термоса.

Сегодня уже утвержден СТБ на ПВК как добавку, вводимую в бетоны и растворы для ускорения их твердения. На пластификатор же СПС имеются ТУ на опытную партию, действительные в течение 2 лет. Соответствующий стандарт будет утвержден в итоге накопления и осмысления определенного опыта применения. Разработано руководство по проектированию состава бетона и назначению режима тепловой обработки беспрогревными малоэнергоемкими методами при производстве сборного железобетона в летних и зимних условиях (летом - без пропарки, зимой - при кратковременном прогреве длительностью до 3 часов в зависимости от вида камеры).

Имеются рекомендации по технологии возведения монолитных конструкций как в летний, так и в зимний период.

Подготовил Сергей ЗОЛЛОТОВ