Применение легких бетонов в строительстве гражданских и промышленных объектов

Нормативные документы на легкие конструкционные бетоны позиционируют их плотность от 1,2 до 1,7 т/куб. Известен целый ряд таких материалов (керамзитобетоны, шунгезитобетоны и т.д.), однако основными их недостатками кроме высокой стоимости за куб являются невысокая прочность и низкая морозостойкость как следствие пористости.

Особенности наноструктурированных бетонов

В прочных и легких бетонах и, одновременно, в бетонах с высокой климатоустойчивостью заинтересованы строители мостов, девелоперы, занятые реконструкцией центров старых городов при изменении облика зданий , проектировщики высотных зданий и т.п. К легким бетонам , как к основному материалу, в различных проектах предъявляются достаточно разнообразные требования. Но практически всегда проектировщик заинтересован в доступе к бетонам с не очень большой себестоимостью в продаже куба структурного бетона от М50 до М550, незначительным весом при сохранении несущих способностей деталей, выполненных из такого бетона. Одним из направлений, на котором наиболее эффектно реализуется синергизм применения новых методов и материалов, является задача создания легкого бетона с высокими характеристиками при минимальной стоимости куба такого бетона. Эта задача была решена на основе поиска сочетания среди стандартных дешевых компонентов (цемент М500, песок, гравий) и нестандартных компонентов по высокой стоимости (активированный микрокремнезем, наполнитель, модифицированная базальтовая микрофибра, пластификаторы и другие компоненты). При этом может выполняться транспортирование сырого усиленного бетона миксером-автобетоновозом к месту применения с обеспечением миксерами необходимой вязкости растворов. На основе этого решения разработан легкий структурированный бетон. Легкий нанобетон был испытан и рекомендован для применения в аккредитованном испытательном Центре во Французском Институте Бетона и Железобетона, который провел работу по испытаниям и рекомендовал его применение в Евросоюзе. Структурированный бетон также сертифицирован Хорватским аккредитованным центром сертификации и допущен к использованию.

Основные параметры конструкционного бетона:
-прочность на сжатие не менее 45-55 МПа;
-прочность на растяжение при изгибе не менее 6-8 МПа;
-водонепроницаемость не менее 14-20;
-морозостойкость не менее 350 циклов;
-удобоукладываемость П4-П5;
-плотность не более 1500-1600 кг/куб.

Наноструктурирование легкого бетона дает плотные границы наполнителей . При этом большая часть пор является изолированной от внешних поверхностей. Такая структура бетона позволяет при высокой пористости обеспечить высокую водонепроницаемость, что позволяет исключить применение гидроизолирующих бетонов и снизить стоимость моста , поскольку цены доставки за куб композитных бетонов к строй-площадке гораздо меньше стоимости куба тяжелого бетона. Значения плотности структурированного бетона могут изменяться от 870 до 1600 кг/куб.м , но значение в 1650 кг/куб.м было выбрано неслучайно.

Строительство мостов с использованием нано- бетонов

В жидком виде наноструктурированный бетон может с успехом транспортироваться миксером и с использованием автобетононасоса АБН. Миксеры-бетоновозы и автобетононасосы обеспечивают удержание необходимой жесткости и констистенции бетонных растворов. В период активной отработки композиции проводилась работа по корректировке проектной документации по реконструкции моста через р.Волга и строители столкнулись с необходимостью обеспечить выравнивание дорожной плиты в условиях повышения судоходности за счет увеличения пролетной части. Принятое решение о применении легкого конструкционного бетона с отказом от изоляции было экспериментальным шагом, позволившим избежать неоправданного увеличения стоимости работ. Прецедент способствовал продолжению работ по улучшению технологии бетона и расширению спектра его использования. Приготовление растворов бетона на стандартных бетонных узлах, даже в условиях достаточно высокой технологической дисциплины, не позволяет вводить более двух компонентов. Был поставлен вопрос о создании производства комплексных сухих добавок, позволяющих использовать многокомпонентную добавку в условиях бетонных заводов. Для решения задачи была спроектирована и изготовлена специализированная полуавтоматическая линия мощностью до 800 кубов добавок в месяц. Линия введена в эксплуатацию в 2008 г. Это позволило перейти к планированию объектов, одним из которых стал реконструируемый мост через Вятку. Мост был построен с минимальной стоимостью затрат и принят в эксплуатацию в 2008 г. В настоящее время проходят экспертизу проекты довольно крупных мостовых сооружений, в которых предполагается использование нано-бетона.