Актуальное

Прочнее прочного

Высокопрочные и сверхвысокопрочные бетоны все чаще применяются при возведении различных объектов в западных странах. В России же этот материал пока не находит широкого применения. Специалисты объясняют это разницей в применяемых технологиях строительства.

Характерные признаки

– Под высокопрочными бетонами понимаются плотные бетоны класса прочности выше С55 (данная цифра обозначает характерную прочность на сжатие выдержанного в воде бетонного цилиндра высотой 300 мм и диаметром 150 мм в возрасте 28 дней), – объясняет профессор Института строительных материалов Технического университета Дрездена Виктор Мещеринов. – В Германии и Европе разработаны стандарты для бетонов класса прочности до С100.

Высокопрочные бетоны быстрее набирают прочность, чем традиционные. Причина этого – низкое водоцементное отношение, а также более активное выделение тепла вследствие быстрой гидратации и высокого содержания цемента. По сравнению с традиционными, высокопрочные бетоны отличаются большей хрупкостью. Им свойственны и все процессы, которые с течением времени вызывают деформации стандартных бетонов. Однако наблюдаются некоторые отличия, в числе которых уменьшение деформации ползучести, уменьшение влияния толщины строительной конструкции и относительной влажности воздуха окружающей среды, сокращение сухой усадки, увеличение аутогенной усадки вследствие внутреннего высыхания.
Благодаря малому объему капиллярных пор, скорость проникновения жидких и газообразных веществ в высокопрочный бетон ниже аналогичных показателей бетонов класса прочности до 60. Следовательно, от него можно ожидать более низких темпов проникновения агрессивных сред, что является преимуществом с точки зрения коррозионной защиты арматуры. Еще одна особенность материала – повышенная устойчивость к химическому воздействию, например, технической соли.

– С точки зрения современной технологии производство высокопрочного бетона сегодня не представляет принципиальных трудностей, – рассказывает Виктор Мещеринов. – Тем не менее
достижение проектных качеств свежего и затвердевшего бетона, а также выбор технологически и экономически оптимального состава требуют серьезной научной и практической подготовки. Еще в большей степени это относится к производству сверхпрочного бетона – сверхкоррозионностойкого плотного материала, прочность на сжатие которого превышает 150 МПа.

Особенности производства

В производстве высокопрочных бетонов в качестве вяжущих могут использоваться все стандартные виды цементов. Как показывает опыт, при производстве крупногабаритных элементов целесообразно скомбинировать портландцемент и шлакоцемент, заменив также одну часть портландцемента на золу-унос каменного угля.

Чтобы достичь прочности выше 100 Н/куб. мм, рекомендуется применять мелкий базальтовый, габбровый или гранитный щебень. В качестве минеральных добавок при производстве высокопрочных бетонов используются микрокремнезем, зола-унос каменного угля, метакаолин, нанокремнезем и каменная мука.
Обязательным условием при изготовлении высокопрочных бетонов является использование пластификаторов в качестве химических добавок. В недавнем прошлом особой популярностью пользовались пластификаторы на основе сульфонатов нафталина и меламина. В последние годы все большее применение находят эфиры поликарбоксилата.

Сферы применения

В качестве преимуществ, которые обеспечивает применение высокопрочных бетонов, Виктор Мещеринов называет:
· сокращение габаритов опалубки для колонн, балок и стеновых элементов;
· уменьшение строительной толщины при увеличении несущей способности конструкций, работающих на изгиб;
· создание более изящных контуров при увеличении длины пролетов конструкций, работающих на изгиб (большепролетные мосты);
· одинаковые размеры опалубки в условиях заводского производства колонн, рассчитанных на различную нагрузку, или для производства колонн для всех этажей при монолитном строительстве (высокопрочный бетон на нижних этажах);
· сокращение расхода бетона и арматуры и, соответственно, транспортировочной и монтажной массы;
· повышенная начальная прочность, что обеспечивает возможность более ранней эксплуатации элемента;
· более высокая плотность, водо- и газонепроницаемость за счет низкого содержания капиллярных пор;
· увеличенная износостойкость;
· повышенная коррозионная защита арматуры за счет чрезвычайно медленного распространения карбонизации;
· повышенная стойкость к химически активным веществам.

Основными областями применения высокопрочных бетонов являются:
· высотное строительство,
· возведение мостов и т. д.

Еще одним перспективным направлением является так называемый сверхпрочный бетон, прочность которого колеблется в пределах 150 МПа и 250 МПа.
Данный материал позволяет создавать конструкции и сооружения, отличающиеся одновременно как высокой несущей способностью, так и тонкостью контуров и долговечностью.

Благодаря своим свойствам – отличному соотношению прочности к объемной плотности, долговечности – высокопрочный и сверхвысокопрочный бетоны все чаще используются для решения различных практических задач строительства.
В последние годы высокопрочный бетон был включен в нормативные строительные документы Германии и Европы с присвоением класса прочности до С100.
В то же время в нашей стране высокопрочные бетоны пока не находят широкого применения.
Ранее в российских нормах проектирования был предусмотрен коэффициент условий работы высокопрочного бетона марок М600, М700, М800 (классы В45–В60) меньше единицы, который компенсировал влияние на прочность элемента большой изменчивости его деформативных свойств, хрупкости при разрушении.
В соответствии со СНиП для бетонных и железобетонных конструкций допускается применять бетоны с показателем прочности на сжатие, соответствующим классам до В120. Но при этом расчетные характеристики в СНиПах имеются только для бетона классов до В60 включительно. Так же как российские ГОСТы предусматривают применение бетонов класса до В80. Недоработанность российских норм пока значительно ограничивает возможности применения высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов.

Славяна Румянцева

МНЕНИЕ СПЕЦИАЛИСТОВ

Татьяна Клишина, главный технолог компании
«Бето Строй»:

– Существующие технологии строительства в Санкт-Петербурге не требуют применения сверхвысокопрочных бетонов. Этот материал используется для возведения высотных зданий, строительства которых в городе не предусматривается. Если на бетоны подобного класса будет спрос, то выпускать их сможет практически любой завод.
Проектными организациями предусматривается класс бетона на каждую конструкцию. Так, например, в монолитном строительстве используются бетоны класса В25, при устройстве фундаментных плит – класса В25–В30, в мостостроении – класса В40–В45. Основным же спросом пользуется товарный бетон от В15 до В45.
Российские ГОСТы регламентируют применение бетонов классов от В3,5 до В80. Причем высокопрочными считаются бетоны класса В60–В80. Более высокий класс прочности российским ГОСТом 26633-91 не предусматривается.

Алексей Деламарттер, руководитель отдела маркетинга и рекламы ЗАО «ТИТАН-МОНОЛИТ»:
– Выпуск высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов вполне осуществим в рамках возможностей современного бетонного производства.
Подобные бетоны наиболее широко используются в Москве, где явно присутствует многоэтажное строительство, по другим регионам сказать трудно.
В Санкт-Петербурге сегодня такую продукцию предлагают около пяти крупных производителей. В больших объемах эти бетоны у нас никто не производит, что объясняется отсутствием спроса, в отличие от зарубежных стран. И пока не появится нормативных требований к возведению таких объектов, высокопрочные и сверхвысокопрочные бетоны будут мало востребованы. Тем не менее возможности для применения такой продукции достаточно велики и технологически и экономически.

Алексей Лукконен, главный технолог ООО «СЗНК-Бетон»:
– Появление в Петербурге иностранных строительных компаний и начало строительства неординарных, в том числе высотных, проектов придало дополнительный толчок развитию бетонного рынка.
Высокопрочные и сверхвысокопрочные бетоны начинают пользоваться спросом. И производить их могли бы многие компании нашего города.
Необходимы лишь достаточные знания, опыт и мощная испытательная база. А этим характеристикам, как мне кажется, отвечает небольшое количество петербургских производителей бетонных смесей.
Так, например, научно-технический потенциал и производственные мощности «СЗНК-Бетон» позволяют выпускать высокопрочные бетоны необходимого заказчику качества.
Среди других компаний можно назвать ОАО «Объединение 45» и ЗАО «Метробетон».

Другие материалы по теме