Инновационная технология монолитного строительства

В настоящее время при возведении сооружений из монолитного бетона, как правило, используются бетонные смеси с осадкой конуса 20 сантиметров и более. Общеизвестно, что такие смеси приготовленные по традиционной технологии склонны к сильному расслоению и водоотделению.

По мнению подавляющего числа специалистов это обусловлено в основном не только и не столько отсутствием должного контроля за их приготовлением и транспортировкой, сколько недостаточным содержанием тонкомолотых компонентов в бетонной смеси. Поэтому во всем мире считается, что бетонные смеси для монолитного строительства в обязательном порядке должны содержать суммарно 500 — 600 кг (на куб.м. бетонной смеси) тонкомолотых компонентов в виде цемента и так называемого микронаполнителя, т.е. по 250 — 300 кг каждого. Кроме того в такие смеси обязательно должны вводиться гиперпластификаторы, поскольку микронаполнитель сильно повышает водопотребность смеси.

Однако сегодня в качестве тонкомолотого компонента выступает исключительно цемент в количестве 300-400 кг/куб.м., поскольку введение микронаполнителя требует дополнительного оснащения бетоно-смесительных установок. Поскольку при производстве бетонных смесей применяются не гиперпластификаторы и даже не суперпластификаторы, бетонные смеси вынужденно имеют высокое водосодержание и это еще более повышает их водоотделение и расслоение и тем самым еще больше снижает их качество. По этой причине, при укладке смесей в монолитные конструкции, неизбежно образуются различного рода дефекты – раковины и каверны, недоуплотненные участки бетона и недостаточно полное сцепление с арматурой, которые приводят к повышенной проницаемости бетона, снижению его несущей способности и низкой долговечности возводимых железобетонных конструкций.

Как итог вышеизложенного можно сделать вывод, что фактически отсутствуют возможности производства высококачественных бетонных смесей для монолитного строительства. При этом если пытаться решить проблему качества бетонных смесей для монолитного строительства, используя сложившийся общемировой подход, потребуется коренная перестройка бетонной отрасли и колоссальные затраты.

Основные принципы новой технологии

Предлагается разделить процесс приготовления бетонных смесей для монолитного строительства на два этапа. На первом этапе предлагается смешивать в стандартной цементной мельнице такие компоненты как цемент, минеральный микронаполнитель и пластификатор с получением в итоге многокомпонентного цемента(или для краткости –вяжущего), а на втором этапе смешивать полученное вяжущее с песком, щебнем и водой в обычном бетоносмесителе. Выбор для первого этапа именно мельницы обусловлен тем, что мельница позволяет не только качественно смешивать вышеперечисленные компоненты, в том числе содержащиеся в долях процента, но и активировать цемент и пластификатор перед их подачей в бетоносмеситель. 

Эта технология известная как технология вяжущих низкой водопотребности (ВНВ) известна достаточно давно[1,2] и позволяет задавать различные режимы изготовления вяжущих и регулировать свойства бетонных смесей и качество бетонов в очень широких пределах. Она позволяет практически полностью исключить водоотделение и расслоение бетонных смесей и существенно снизить количество образующихся дефектов при укладке бетонных смесей в монолитные конструкции. 

Реализация технологии

Технология позволяет получать широкий спектр бетонов с различной прочностью и долговечностью. При этом залогом обеспечения высокой долговечности бетонов, изготавливаемых по данной технологии является практически полное отсутствие у них капиллярной пористости. При производстве сборного железобетона технология позволяет полностью отказаться от тепловой обработки. В области специальных цементов появляется возможность заменить сульфатостойкий и тампонажный цементы на ВНВ, а также отказаться от применения цементов нормированного состава в дорожном и аэродромном строительстве. Эти результаты подтверждены многочисленными научными исследованиями, опытными и промышленными испытаниями как в период создания этой технологии, так и в период ее освоения. Следует отметить, что бетонные смеси, изготовленные с применением ВНВ имеют очень высокую связность и не расслаиваются даже при укладке в густоармированные и большепролетные конструкции.

В лабораторных условиях была также установлена очень низкая размываемость бетонной смеси и ее принципиальная несмешиваемость с водой при подводном бетонировании. Предлагаемая технология открывает новые возможности также при производстве ячеистого бетона, которые заключаются в том, что практически все компоненты газобетонной смеси, в т.ч. газообразователь, могут быть совмещены при их обработке в мельнице и тем самым может быть осуществлен переход на готовую сухую смесь затворяемую только водой. Есть уверенность, что на основе этой технологии возможно получение и других специализированных вяжущих — для кладочных растворов, для зимнего бетонирования и т.п. Причём все требуемые свойства конечного продукта будут заложены в само вяжущее, путём выбора параметров механической обработки, выбора минеральной добавки и органического модификатора.