Новости

Высокопрочный легкий бетон для монолитного строительства  30.01.2024 15:56

Высокопрочный легкий бетон для монолитного строительства

 

Ключевая идея проекта базируется на возможности организации эффективного монолитного строительного производства с использованием мультифункционального материала – высокопрочного легкого бетона.   Разработана технология получения энергоэффективных высокопрочных легких бетонов (ВПЛБ) со средней плотностью 1300...1600 кг/м3 и маркой по прочности более М600, что на 15..20 % легче и 30...40 % прочнее по сравнению с ближайшими мировыми аналогами. Наш бетон почти вдвое легче и "теплее" традиционного тяжелого бетона, при этом имеет высокую прочность и морозостойкость (более F300), что не достижимо для применяемых сегодня ячеистых бетонов аналогичной плотности.   Высокопрочный легкий бетон является мелкозернистым бетоном, не содержащим крупный заполнитель. Снижение средней плотности достигается за счет сферических частиц микрометрического размера представляющих собой углекислый газ в твердой непористой оболочке.   Применение высокопрочного легкого бетона в строительстве позволяет: Сократить вес здания и увеличить максимальную этажность (до 40%) за счет низкой средней плотности; Уменьшить требования к основаниям и фундаментам - снизить стоимость работ на "нулевом цикле" в 2-2,5 раза; Снизить материалоемкость строительства за счет экономии бетона и металлической арматуры; Повысить энергоэффективность здания в процессе его эксплуатации (экономия энергии на отоплении); Сократить затраты на транспортные и монтажные работы за счет использования менее грузоподъемной техники; Снизить в целом себестоимость 1 м2 недвижимости на 30%.   Общая эффективность строительства за счет применения изделий из высокопрочного легкого бетона увеличивается на 30-35%!

 

 

Основные свойства высокопрочного легкого бетона

Параметр	Единица измерения	Значение
Подвижность по диаметру расплыва конуса	мм	не менее 155
Средняя плотность	кг/м3	1300…1600
Общая пористость в том числе закрытая открытая	%	до 33,4 31,9 1,50
Прочность при сжатии	МПа	40,0…70
Прочности при изгибе	МПа	5,0…8,5
Удельная прочность	МПа	30,0…50,0
Коэффициент трещиностойкости	–	0,10...0,12
Коэффициент трещиностойкости по методу МИИТ	–	0,27...0,42
Модуль упругости	ГПа	до 9,0
Коэффициент Пуассона	–	до 0,10
Водопоглощение по массе	%	менее 1,0
Коэффициент теплопроводности	Вт/(м∙К)	менее 0,60
Коэффициент температуропроводность	10-7 м2/с	менее 4,00
Удельная теплоемкость (при T=25oC)	кДж/(кг∙К)	1,08…1,17
Коэффициент водостойкости	–	более 0,99
Морозостойкость	марка	более F300

 

Преимущества высокопрочного легкого бетона

Бетон был и остается основным строительным материалом для строительства жилья. Разработанный бетон обладает положительными качествами и преимуществами по отношению, как к традиционным легким, так и тяжелым бетонам. Важнейшей особенностью высокопрочного легкого бетона и его отличительной стороной от тяжелых бетонов является почти в 2 раза меньшая плотность. При этом такой бетон имеет высокий предел прочности при сжатии (марка М400...М600) и более чем в 2,5 раза меньший коэффициент тепло- и температуропроводности.

В отличие от легких бетонов высокопрочный легкий бетон обладает высокой прочностью, низким водопоглощением и высокой морозостойкостью, а также однородностью структуры по объему. Высокая морозостойкость ВПЛБ (не менее F300) при общей пористости 33,4% не достижимо для традиционных ячеистых бетонов. Свойства же высокопрочного легкого бетона объединяют конструкционные и изоляционные функции традиционных бетонов в одном материал.

Показатель	Традиционный тяжелый бетон	Традиционный легкий бетон	Высокопрочный легкий бетон
Высокая прочность	+	–	+
Низкая средняя плотность	–	+	+
Высокая удельная прочность	+	–	+
Закрытая пористость	+	–	+
Низкое водопоглощение	+	–	+
Низкая теплопроводность	–	+	+
Высокая звукоизоляция	–	+	+
Высокая морозостойкость	+	–	+

Примечание: "+" – наличие указанного качества; "–" – отсутствие указанного качества.

 

 

 

Мировые аналоги в обозначенном направлении

Разработанный составы бетонов превосходят мировые аналоги на 15...40% по средней плотности и прочности.

Год	Страна	Прочность при сжатии, МПа	Средняя плотность, кг/м3	Удельная прочность, МПа
1999	Кувейт	22…25	1520…1550	14,4…15,0
2002	Германия	14…25	1800…1850	7,5…15,0
2003	Бразилия	40…50	1450…1600	24,5…30,5
2003	Турция	30…40	1800…1860	16,1…22,2
2004	Япония	47…54	1800…1850	27,5…30,0
2007	Россия	46…61	1800…1850	25,5…33,8
2007	Россия	42…48	1600…1650	25,4…28,7
2010	Малайзия	43…48	1870…1990	22,9…24,1
2011	Турция	42…60	1840…1960	22,8…30,6
2012	Португалия	40…70	1500…2000	22,8…35,0
2012	ВПЛБ	40…70	1300…1600	30,0…50,0
2013	ВПЛФБ	40…70	1300…1600	30,0…50,0

 

Область применения высокопрочных легких бетонов

Уникальность свойств высокопрочного легкого бетона определяет широкую область применения. Такие бетоны могут быть использованы при изготовлении изделий из железобетона в промышленном и гражданском строительстве для возведения многоэтажных и высотных жилых и общественных зданий, при строительстве дорожных мостов, эстакад и развязок, при изготовлении большепролетных изделий из бетона, а так же при возведении сооружений специального назначения. Снижение веса конструктивных элементов зданий позволяет решать сложные архитектурные задачи и расширяет область применения легких бетонов как конструкционного материала.

Кроме того все больше высокопрочные легкие бетоны могут получить распространение в специальном строительстве (атомная отрасль, электроснабжение и т.д.). Легкие, но прочный материал расширяет архитектурные возможности для строительства, что позволяет реализовывать смелые проектные решения.
Дополнительной особенностью является возможность применения такого бетона для строительства в условиях сложных грунтов (береговая линия рек, озер, морей), в районах с развитыми подземными коммуникациями (метро, тоннели), а также в сейсмически не стабильных регионах, что делает такой материал подходящем для строительства в крупнонаселенных городах (г. Москва, г. Санк-Петербург, г. Казань и т.д.), в туристических регионах для строительства отелей, гостиниц и объектов инфраструктуры (г. Краснодар, г. Сочи и т.д.).

Кроме того, высокопрочный легкий бетон может быть актуален в других областях строительства, где предъявляются высокие требования к эксплуатационным свойствам бетона, но существует ограничение по массе изделий или конструкций, например, для изготовления теплых фасадов, устройства балконных конструкций, производства специальных сырье-хранилищ сферической формы и т.д.

 

Экономическая эффективность высокопрочных легких бетонов

Снижение материалоемкости и уменьшение массы строительных конструкций без потери их несущей способности и других эксплуатационных свойств является одним из основных факторов повышения эффективности строительства. По оценкам специалистов, применение легкого бетона в 1,5–2,5 раза снижает материальные затраты по сравнению с обычным тяжелым бетоном того же самого класса прочности.

Расчеты показывают, что применение высокопрочных легких бетонов в качестве конструкционного материала при строительстве многоэтажных зданий позволяет снизить общий вес более чем на 40% по сравнению с аналогичной конструкцией из тяжелого бетона или увеличить этажность на 20…25%. В первом случае обеспечивается снижение требований к основаниям и фундаментам, сокращение их материалоемкости (почти вдвое сокращается стоимость работ на нулевом цикле). Во втором – увеличивается общая площадь здания на единицу площади земли, а следовательно, сокращается удельную стоимость 1 м2 недвижимости (до 30%).

Высокопрочный легкий бетон обладает преимуществами при строительстве ответственных сооружений, мостов, эстакад и большепролетных элементов конструкций. Сочетая высокую прочность и малый вес, изделия из такого бетона могут иметь большие геометрические размеры. Кроме того, высокопрочные легкие бетоны за счет меньшей теплопроводности сокращают энергопотребление при эксплуатации зданий. Изделия из бетона с низким удельным весом способствуют экономии на транспортных, погрузочно-разгрузочных и других накладных расходах при строительстве.

Для области специального строительства расчет экономической эффективности необходимо осуществлять для конкретной области отдельно.

Взято из ВПЛБ