Многоликий бетон

Внедрение новых разработок в области производства бетона может дать значительный экономический эффект

В реализации национальных проек­тов, и прежде всего проекта «Жи­лье и городская среда», большую роль играет производство бетона и железобетона, из которых стро­ится большинство объектов. Улучше­ние свойств этих материалов в масшта­бах страны может дать значительный экономический эффект. О разработках новых видов железобетона и приемов его армирования «Стройгазете» расска­зал директор НИИ бетона и железобе­тона — НИИЖБ им. А. А. Гвоздева — АО НИЦ «Строительство», доктор тех­нических наук, заслуженный строитель Российской Федерации Алексей ДАВИ­ДЮК.

«СГ»: Алексей Николаевич, как инно­вации в технологии бетона могут по­влиять на развитие строительной от­расли в ближайшие годы?

Алексей Давидюк: Одной из главных характеристик современных бетонов является высокая прочность. За послед­ние годы разработаны особо прочные и долговечные бетоны, обладающие мо­розостойкостью до 1000 циклов замо­раживания и оттаивания и водонепро­ницаемостью при давлении в 20 атмос­фер. Применение таких бетонов прак­тически снимает проблему преждевре­менного исчерпания эксплуатационно­го ресурса железобетонных конструк­ций и тем самым дает большой народ­но-хозяйственный эффект. За послед­ние 15 лет из созданных в НИИЖБ вы­сокопрочных бетонов классов от В60 до В100 возведено более 3 млн куб. м кон­струкций, из них около 1 млн куб. м — из бетонов классов В80-В90 и выше. Примером могут служить объекты в «Москве-Сити», конструкции некото­рых сложных сооружений АЭС. Среди созданных нами новых видов бетона стоит отметить и самоуплотняющиеся бетоны классов В35, В50, В60, В90, не требующие виброуплотнения, приме­няемые для сложных густоармирован­ных ж/б конструкций. Разработаны также сверхвысокопрочные фибробето­ны классов прочности на сжатие В119-В150 с пределом прочности на осевое растяжение 8-12 МПа и при из­гибе 16-25 Мпа. Они, безусловно, най­дут применение при сооружении уни­кальных большепролетных и высотных зданий.

«СГ»: Одной из проблем, которую ни­как не могут решить строители мно­гоквартирных домов, является поте­ря тепла через бетонные стены. Что­бы свести их до минимума, прихо­дится использовать трехслойные па­нели или навесные фасады, что удо­рожает строительство. Чем могут помочь в этой ситуации ученые?

А.Д.: Проблему могут помочь решить низкотеплопроводные бетоны на сте­кловидных заполнителях — стеклогра­нулах. В сравнении с наиболее распро­страненным аналогом обжиговых лег­ких заполнителей — равноплотным ке­рамзитом — прочность стеклогранул при сдавливании в цилиндре выше поч­ти вдвое, а теплопроводность и водопо­глощение ниже на 30-50%. Физико-ме­ханические характеристики стеклогра­нул предопределяют их эффективное и рациональное использование, прежде всего, в конструкционно-теплоизоля­ционных бетонах ограждающих кон­струкций плотностью 500-600 кг/куб. м и прочностью В2,5-В5,0. Поэтому ло­зунг «Назад к однослойным панелям!» может и должен стать основным векто­ром направления промышленного изго­товления высокоэффективных наруж­ных стен из легких бетонов на стекло­гранулах.

«СГ»: Вы говорите о бетоне, но желе­зобетон включает еще и арматуру. Какие новшества в армировании конструкций вы могли бы отметить?

А.Д.: Мы предлагаем новые виды сталь­ной арматуры класса Ан600С. Ее отли­чительной особенностью является соче­тание высокой прочности с высокой пластичностью, что обеспечивается специальным химическим составом и технологией производства. Эта армату­ра не теряет своих свойств даже при нагреве до 700 градусов. С 2018 года в HIИИЖБ им. А. А. Гвоздева ведутся ра­боты по исследованию свойств и вне­дрению новой арматуры с четырехряд­ным винтовым профилем классов Ав500П и Ав600П. Ее стоит применять в сейсмических районах. Эта арматура включена в реестр инновационных ре­шений, технологий, продукции, изде­лий, материалов высокотехнологичных услуг, рекомендованных для использо­вания в сфере капитального строитель­ства объектов госкорпорации «РОСА­ТОМ». Разработана также неметалличе­ская арматура, применение которой особенно эффективно для армирования стеновых панелей промышленных зда­ний с агрессивными средами, напри­мер, предприятий по производству ми­неральных удобрений. Железобетон­ные изделия с такой арматурой найдут широкое применение и в дорожном строительстве. Например, блоки разде­лительных полос, дорожные и тротуар­ные плиты будут служить намного доль­ше даже под воздействием солей-анти­обледенителей. Неметаллическая арма­тура успешно применяется для армиро­вания плитных фундаментов ряда офи­сных зданий в условиях действия агрес­сивных грунтовых вод. Изготавливает­ся эта арматура по разработанному на­шим институтом совместно с другими организациями межгосударственному стандарту ГОСТ 31938-2012. Примене­ние этих видов арматуры обеспечивает не только существенное улучшение ка­чества и долговечности железобетона, но и снижение его стоимости.

«СГ»: Раз уж разговор зашел об ис­пользовании бетона в дорожном строительстве, не могу не затронуть актуальную сейчас тему цементобе­тонных дорог, которых в нашей стра­не построено пока немного.

А.Д.: Применение инновационных бе­тонов в транспортном строительстве весьма перспективно. В России свыше трети автомобильных дорог федераль­ного значения и мостовых сооружений на них требуют ремонта из-за ускорен­ной деградации материалов. Анализ фактических сроков службы дорожных покрытий показывает, что в сопостави­мых условиях эксплуатации цементобе­тонные дорожные покрытия имеют в среднем вдвое более продолжительный срок эксплуатации, чем асфальтобетон­ные. Мы разработали бетоны на расши­ряющихся вяжущих, в которых нет де­формации усадки, что исключает обра­зование трещин в процессе их тверде­нии. Это особенно важно для протяжен­ных монолитных конструкций, таких как дороги и взлетно-посадочные поло­сы аэродромов. Благодаря особенно­стям структуры такие бетоны являются практически водонепроницаемыми, не требуют обмазочной и оклеечной ги­дроизоляции, обладают высокой моро­зостойкостью и устойчивостью к воз­действию агрессивных сред, что суще­ственно снижает эксплуатационные за­траты на содержание транспортных ма­гистралей.

«СГ»: Часто приходится слышать, что новшества в строительстве внедря­ются слишком медленно. Почему?

А.Д.: Основная проблема, на мой взгляд, в том, что бизнес неохотно контактиру­ет с наукой. Неосведомленность об ин­новациях, готовых к применению раз­работках, приносящих прибыль, извест­ное недоверие к науке и низкая науч­но-техническая подготовка менеджмен­та крупных компаний сильно мешают совместной работе. Многие обращают­ся в институт, как правило, лишь тогда, когда допущен брак и надо его испра­вить. Но «умные» строители сотрудни­чают с нами на стадии научно-техниче­ского сопровождения строящегося объ­екта, не дожидаясь, пока возникнут про­блемы с бетоном. Примером эффектив­ности научно-технического сопрово­ждения, выполненного НИИЖБ, являет­ся строительство стадионов, возведен­ных к чемпионату мира по футболу. Это «Арена-Краснодар» в Краснодаре, мо­сковские стадионы «Спартак», «Дина­мо» и Большая спортивная арена «Луж­ники». В Лужниках было уложено в кон­струкции фундаментов и трибун более 160 тыс. кубометров различных видов бетона при обеспечении высокого каче­ства работ. Хотя начальники строитель­ства жаловались, что специалисты ин­ститута своей требовательностью ме­шают им работать. Весьма сложной бы­ла ситуация при бетонировании на­клонных балок, на которые опираются зрительские трибуны. Нужно было по­добрать такой состав бетона, чтобы смесь держалась за счет внутреннего трения на наклоненной под углом 35 градусов опалубке и в то же время уплотнялась при вибрировании. Наде­юсь, в ходе реализации национальных проектов примеров успешного сотруд­ничества ученых и строителей при воз­ведении объектов из железобетона ста­нет гораздо больше.

Цитата:

Благодаря финансированию ФАУ «ФЦС» некоторых направлений НИР и НИОКР для последующего воплощения научных данных в нормативных документах мы имеем возможность обновить многие научные представления о бетоне, но не в той степени, в какой хотелось бы

Кроме того:

В современной России в массовом строительстве применяются в основном бездобавочные цементы. Однако результаты исследований НИИЖБ показали, что на многокомпонентных цементах, то есть цементах с различными добавками, можно получить бетоны классов по прочности на сжатие до В55, марок по водонепроницаемости до W14 и марок по морозостойкости до F1000, что позволяет расширить область применения таких бетонов для изготовления различных изделий и конструкций.