меню поиск email
№6, июнь 2017 - Наука и технологии

Легкий и очень прочный

Во ВНИИГ изобрели бетон нового поколения

А так в лабораторных условиях разработчики легких бетонов определяют расплыв самоуплотняющейся смеси.
Более 90 лет во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева ведутся исследования в области технологии бетона и бетонных работ, и сегодня это одно из важных направлений деятельности института. В числе последних разработок – высокопрочный бетон, приготавливаемый с использованием легких заполнителей природного или искусственного происхождения.

НАДЕЖНОЕ РЕШЕНИЕ

При решении сложных нестандартных задач наши специалисты стремятся найти такие технические и конструктивные решения, которые, с одной стороны, обеспечат безопасную эксплуатацию объекта, а с другой – будут экономически оправданы, – говорит генеральный директор ВНИИГ Роман Орищук. – Технология легкого, но при этом высокопрочного бетона – яркий пример подобных разработок. Это надежное решение для повышения долговечности сооружений, которое способствует снижению затрат и сокращению сроков строительства. Технология легкого бетона может быть востребована в любых отраслях строительства при возведении объектов энергетического комплекса, мостов, портовых сооружений, нефте- и газодобывающих платформ, небоскребов.

Примечательно, что эта технология включена в «Реестр инновационных решений, технологий, материалов, высокотехнологичных услуг в сфере капитального строительства объектов использования атомной энергии» госкорпорации «Росатом», что свидетельствует о ее востребованности и актуальности. Она позволяет получать легкие бетоны с прочностью до 50–60 МПа при существенно более низкой, по сравнению с традиционными бетонами, плотностью – не более 1900 кг/м³. Применение технологии легкого бетона с использованием высокоподвижных, ­самоуплотняющихся бетонных смесей позволяет увеличить интенсивность работ, снизить энерго- и трудозатраты, сократить сроки строительства.

Novovoronegskaya_AES-2_sk.jpg

Ноу-хау питерских ученых успешно применили на Нововоронежской АЭС-2 при бетонировании внутренней оболочки реактора.

В ПОИСКАХ БАЛАНСА

– Высокопрочный легкий бетон должен отвечать целому ряду требований, – рассказывает заведующая отделом «Технология строительства и ремонта железо­бетонных сооружений» Галина Костыря. – Для его приготовления используются только высококачественные материалы со стабильными физико-механическими характеристиками. Смеси должны обладать повышенной удобоукладываемостью и нерасслаиваемостью. При приготовлении таких бетонов крайне важно обеспечение однородности состава и технологических характеристик бетонных смесей, поскольку только при таких условиях может быть гарантирована высокая прочность при относительно низкой плотности.

Прочность бетона определяется в основном прочностью цементного камня, заполнителей, а также сцепления заполнителей с цементным камнем. Специалисты ВНИИГ в лабораторных условиях провели исследование бетонов, приготовленных на основе различных легких заполнителей, среди которых шлаковый щебень, высокопрочный керамзит, природный легкий щебень и др. Многочисленные исследования позволили сделать вывод, что для обеспечения стабильности физико-механических характеристик легких бетонов предпочтительным является их приготовление на основе самоуплотняющихся бетонных смесей. Их характерная особенность – возможность укладки в бетонируемую конструкцию без вибрационного воздействия, только под действием собственного веса. Исключение вибропро­работки при укладке позво­ляет избежать расслоения смеси и всплытия легкого заполнителя.

ТОЛЬКО ПЛЮСЫ

Технология легкого бетона имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными бетонами. При тех же высоких прочностных характеристиках легкие бетоны обладают значительно более высокой устойчивостью к образованию трещин, эксплуатационной надежностью и долговечностью. Их применение позволяет снизить массу строительных конструкций без потери несущей способности, сократить нагрузку на фундамент зданий, соответственно, уменьшить площадь фундаментов и их стоимость.

Высокая морозостойкость и хорошие теплоизоляционные свойства дополнительно повышают эффективность использования легкого бетона при возведении конструкций в суровых климатических условиях либо в условиях частого перепада температур.

– В дальнейшем мы плани­руем продолжить исследования в области высокопрочных легких бетонов, в том числе изучение их специальных свойств: деформативности, ползучести, трещиностойкости, прочности на растяжение, – отмечает Галина Костыря. – Продолжим и работы по изучению свойств природных легких заполнителей и поиску технологии их упрочнения.

ОПЫТ ВНИИГ

Впервые специалисты института внедрили технические решения по скоростному бетонированию конструкций укрупненными блоками с применением самоуплотняющихся бетонных смесей, способных растекаться под собственным весом, без виброуплотнения.

Примерами воплощения современных технологий бетона и производства бетонных и ремонтных работ, разработанных специалистами института, могут служить такие конструкции, как вантовый мост в Санкт-Петербурге и мост на острове Русский во Владивостоке, оболочки реакторов и фундамент турбоагрегатов на Ленинградской АЭС-2 и Нововоронежской АЭС-2, комплекс защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений.

УНИКАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ

Технически сложной задачей с точки зрения производства бетонных работ является возведение конструкции вертикального участка турбинного водовода длиной 500 м на Зарамагской ­ГЭС-1. Учитывая сложную конфигурацию конструкции, ограниченный доступ в шахту вертикального ствола и стесненные условия в стволе шахты, специалисты института разработали состав высокотехнологичного бетона на основе высоко­подвижных бетонных смесей и добавок нового поколения.

И ЗИМОЙ

Технология зимнего бетонирования позволяет вести работы без дополнительного обогрева бетона при температуре наружного воздуха до –20 °С. Такая технология с применением бетона высокой подвижности успешно применена при возведении мостовых конструкций, густоармированных железобетонных конструкций нефте­наливных терминалов в портах Высоцк и ­Приморск (­Ленинградская область).

И ПРОСТО КРАСИВО

Технология производства бетонных работ с использованием новых видов материалов и добавок в совокупности с современной строительной техникой и оборудованием позволяет создавать изящные тонкостенные конструкции различной формы или, наоборот, массивный фундамент, ростверки, оболочки, возводимые одним крупногабаритным блоком в предельно сжатые сроки. Абсолютно плотная структура бетона позволяет получить декоративную поверхность, заменив камень, и при этом обеспечить не меньшую долго­вечность и надежность.

И МАСШТАБНО

Для решения уникальных задач в институте разработали новое поколение высокотехнологичных и эффективных составов для выполнения инъекционных работ по укреплению грунтов. Для этого был создан уникальный испытательный стенд инъекционных технологий, который позволяет на крупномасштабной установке в лабораторных условиях отработать оптимальные условия проведения инъектирования, оценить параметры и результаты инъекционных процессов в толще испытуемого грунта. Это значительно повышает достоверность оценки эффективности инъекционных составов. Усиленная конструкция стенда позволяет моделировать внутри емкости нагрузку на грунт, создаваемую в реальных условиях объектом строительства или эксплуатации.


Маргарита Мишина