Новые виды конструкционных бетонов
Сообщение, сделанное 14 сентября 2005 г. главным научным сотрудником НИЭП РУП «Институт БелНИИС» профессором Николаем Блещиком на семинаре «Конкурентоспособные конструктивные системы зданий, опалубочные системы, материалы и технологии скоростного строительства, разработанные НИЭП РУП «Институт БелНИИС», состоявшемся в рамках 13-й международной специализированной строительной выставки «Будпрагрэс-2005».
Проектирование и строительство новых конструктивных систем зданий, в частности, зданий повышенной этажности, зданий каркасных систем, требует нового подхода и к созданию железобетонных конструкций, и к методам возведения этих конструкций. Подвижность обычных бетонов (прочность до 300 кг/см2, или 30 МПа) невелика. Нередко они и вовсе представляют собой жесткие смеси. Для решения подобных задач такие бетоны неприменимы. Дело в том, что обязательно должны быть обеспечены высокий темп строительства, кроме того, экономия как энергии, так и ресурсов. Поэтому перед отделом технологии бетонов и растворов БелНИИС стояла задача получения в первую очередь такого бетона, который не только в нормальных, но и в зимних (при температуре до -15°С) условиях быстро набирает прочность без применения электропрогрева. Кроме того, такого бетона, который мог бы укладываться практически без применения вибрационного уплотнения и с высокой производительностью. Данная задача решается применением бетона двух видов: высокопрочного бетона и бетона с повышенной консистенцией смеси. Сегодня изготавливаются (и в Минске, и в Барановичах) сборные железобетонные конструкции, прочность бетона которых достигает 950 кг/см2. При возведении монолитных железобетонных конструкций прочность их бетона достигает 700 кг/см2. Применение высокопрочного бетона позволяет сократить расход арматуры (до 35%) и бетона сжатых несущих элементов. А еще — обеспечить высокий темп набора бетоном прочности (распалубочная прочность железобетонных конструкций зданий систем, о которых идет речь, должна быть не ниже 80%). В обычных условиях такая прочность набирается бетоном за 14 суток. Подобные темпы для современных строителей, специализирующихся на возведении монолитных железобетонных зданий и сооружений, совершенно неприемлемы, так как в этом случае монолитные здания не могут конкурировать со сборными (как панельными, так и каркасно-панельными).
Применение высокопрочных бетонов и их модификаторов обеспечивает набор прочности за 2-3 суток. При этом в проектном возрасте прочность бетона, как правило, несколько выше, чем требуется по проекту. Проектировщики должны учитывать, что для многоэтажных каркасов приходится проектировать составы бетона, исходя из высокого темпа строительства. Но при этом проектная прочность бетона будет выше (что, по-видимому, следует принимать во внимание в расчетах на сложные загружения). При этом традиционные методы проектирования состава бетона оказываются непригодными — в данном случае на прочность влияет очень много факторов, а не только водоцементное отношение и активность цемента. В результате проведенного БелНИИС комплекса исследований получены формулы прочности бетона, которые позволяют проектировать составы с учетом всех этих факторов. Сегодня разработанные специалистами БелНИИС типовые карты возведения конструкций из бетонов нового типа применяются как в Беларуси, так и в России. Говоря о местных объектах, в первую очередь нужно назвать в основном завершенное здание Национальной библиотеки, объем фундаментной плиты которого превышает 1000 м3. Нужно было непрерывно (без рабочих швов) и в очень сжатые сроки выполнить заливку этой плиты толщиной 1200 мм (причем в зимних условиях). Данная задача была успешно осуществлена, причем с затратами труда и электроэнергии, в несколько раз меньшими, чем при работе с обычным бетоном по обычной технологии.
Бетоны высокой консистенции позволяют возводить густоармированные конструкции совершенно без вибрации либо с очень небольшим виброуплотнением. В числе же несущих конструкций, устраиваемых подобным образом, следует назвать в первую очередь подпорные. Такие бетоны невозможно изготавливать без применения высокоэффективных химических модификаторов нового поколения, а также гиперпластификаторов. Барановичским химкомбинатом выпущена опытная партия этих добавок, БелНИИС же завершает работу над соответствующим нормативным документом, по готовности которого можно будет организовать уже промышленное производство добавок, о которых идет речь. Помимо химических модификаторов, при изготовлении подобных бетонов должны применяться минеральные добавки, позволяющие экономить цемент. О необходимости подобной экономии нужно все время помнить, так как разворачивающееся в Беларуси объемное строительство может вызвать определенный дефицит цемента (нужно сказать, что влияние масштаба строительства уже начинает сказываться). В числе отечественных добавок — и доломитовый порошок, и отходы некоторых видов промышленных производств. Имеющаяся сегодня в наличии нормативная база позволяет (во всяком случае, при научном сопровождении БелНИИС) широко применять такие цементы и бетоны, в частности, в каркасных системах. Заглядывая же в будущее, следует сказать, что уже очень скоро понадобятся и самоуплотняющиеся бетоны, уже сегодня получающие достаточно широкое распространение в мировой практике.
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Проектирование и строительство новых конструктивных систем зданий, в частности, зданий повышенной этажности, зданий каркасных систем, требует нового подхода и к созданию железобетонных конструкций, и к методам возведения этих конструкций. Подвижность обычных бетонов (прочность до 300 кг/см2, или 30 МПа) невелика. Нередко они и вовсе представляют собой жесткие смеси. Для решения подобных задач такие бетоны неприменимы. Дело в том, что обязательно должны быть обеспечены высокий темп строительства, кроме того, экономия как энергии, так и ресурсов. Поэтому перед отделом технологии бетонов и растворов БелНИИС стояла задача получения в первую очередь такого бетона, который не только в нормальных, но и в зимних (при температуре до -15°С) условиях быстро набирает прочность без применения электропрогрева. Кроме того, такого бетона, который мог бы укладываться практически без применения вибрационного уплотнения и с высокой производительностью. Данная задача решается применением бетона двух видов: высокопрочного бетона и бетона с повышенной консистенцией смеси. Сегодня изготавливаются (и в Минске, и в Барановичах) сборные железобетонные конструкции, прочность бетона которых достигает 950 кг/см2. При возведении монолитных железобетонных конструкций прочность их бетона достигает 700 кг/см2. Применение высокопрочного бетона позволяет сократить расход арматуры (до 35%) и бетона сжатых несущих элементов. А еще — обеспечить высокий темп набора бетоном прочности (распалубочная прочность железобетонных конструкций зданий систем, о которых идет речь, должна быть не ниже 80%). В обычных условиях такая прочность набирается бетоном за 14 суток. Подобные темпы для современных строителей, специализирующихся на возведении монолитных железобетонных зданий и сооружений, совершенно неприемлемы, так как в этом случае монолитные здания не могут конкурировать со сборными (как панельными, так и каркасно-панельными).
Применение высокопрочных бетонов и их модификаторов обеспечивает набор прочности за 2-3 суток. При этом в проектном возрасте прочность бетона, как правило, несколько выше, чем требуется по проекту. Проектировщики должны учитывать, что для многоэтажных каркасов приходится проектировать составы бетона, исходя из высокого темпа строительства. Но при этом проектная прочность бетона будет выше (что, по-видимому, следует принимать во внимание в расчетах на сложные загружения). При этом традиционные методы проектирования состава бетона оказываются непригодными — в данном случае на прочность влияет очень много факторов, а не только водоцементное отношение и активность цемента. В результате проведенного БелНИИС комплекса исследований получены формулы прочности бетона, которые позволяют проектировать составы с учетом всех этих факторов. Сегодня разработанные специалистами БелНИИС типовые карты возведения конструкций из бетонов нового типа применяются как в Беларуси, так и в России. Говоря о местных объектах, в первую очередь нужно назвать в основном завершенное здание Национальной библиотеки, объем фундаментной плиты которого превышает 1000 м3. Нужно было непрерывно (без рабочих швов) и в очень сжатые сроки выполнить заливку этой плиты толщиной 1200 мм (причем в зимних условиях). Данная задача была успешно осуществлена, причем с затратами труда и электроэнергии, в несколько раз меньшими, чем при работе с обычным бетоном по обычной технологии.
Бетоны высокой консистенции позволяют возводить густоармированные конструкции совершенно без вибрации либо с очень небольшим виброуплотнением. В числе же несущих конструкций, устраиваемых подобным образом, следует назвать в первую очередь подпорные. Такие бетоны невозможно изготавливать без применения высокоэффективных химических модификаторов нового поколения, а также гиперпластификаторов. Барановичским химкомбинатом выпущена опытная партия этих добавок, БелНИИС же завершает работу над соответствующим нормативным документом, по готовности которого можно будет организовать уже промышленное производство добавок, о которых идет речь. Помимо химических модификаторов, при изготовлении подобных бетонов должны применяться минеральные добавки, позволяющие экономить цемент. О необходимости подобной экономии нужно все время помнить, так как разворачивающееся в Беларуси объемное строительство может вызвать определенный дефицит цемента (нужно сказать, что влияние масштаба строительства уже начинает сказываться). В числе отечественных добавок — и доломитовый порошок, и отходы некоторых видов промышленных производств. Имеющаяся сегодня в наличии нормативная база позволяет (во всяком случае, при научном сопровождении БелНИИС) широко применять такие цементы и бетоны, в частности, в каркасных системах. Заглядывая же в будущее, следует сказать, что уже очень скоро понадобятся и самоуплотняющиеся бетоны, уже сегодня получающие достаточно широкое распространение в мировой практике.
Подготовил Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 37 за 2005 год в рубрике бетон
