Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Калашников В.И., Мороз М.Н., Троянов И.Ю.,

Белякова Е.А., Москвин Р.Н., Суздальцев О.В.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства». Кафедра «Технологии строительных материалов и деревообработка», Россия

Облегченные трехслойные крупноформатные стеновые блоки из высокопрочного реакционно-порошкового бетона нового поколения

Коллектив кафедры «Технология бетонов, керамики и вяжущих» (ТБКиВ) (с 1.09.2012 г. переименованная в кафедру: «Технология строительных материалов и деревообработка» (ТСМиД)) Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПГУАС) активно занимается разработкой эффективных особовысокопрочных (ОВПБ) – с прочностью на сжатие более 150 МПа, высокопрочных бетонов (ВПБ) с прочностью 100-150 МПа, бетонов с повышенной прочностью 60-100 МПа, а также, бетонов общестроительного назначения с прочностью 20-60 МПа. Эта инициативная программа соответствует стратегическому направлению глобальной экономики строительства из бетона, а именно, строительству из ВПБ и ОВПБ. Глобальность экономики строительства из таких бетонов состоит в том, что она, непосредственно, распространяется на повышение экономической эффективности многих отраслей промышленности, сопутствующие производству бетона: на производство электроэнергии, на нефте-, газо-, угледобывающую промышленности, на автомобильный и железнодорожный транспорт, на ремонт и восстановление железнодорожных и автомобильных дорог, на цементную и горнодобывающую промышленность, экологию регионов.

Бетоны последних двух диапазонов прочности от 20 до 100 МПа имеют низкое содержание цемента. Низкий расход цемента при сохранении заданной прочности выражается технико-экономическим показателем – удельным расходом цемента на единицу прочности, который равен кг/МПа.

Сверхвысокопрочные реакционно-порошковые бетоны (РПБ) изготавливаются, по существу, из суспензионных самоуплотняющихся бетонных смесей, в которых присутствует дисперсная фаза в виде портландцемента, микрокремнезема, молотых горных пород (каменной муки) и тонкозернистая дисперсная фаза – отсепарированные кварцевый природный песок и горный тонкий песок с максимальными размерами частиц 0,5-0,6 мм.

Разработки высокопрочного реакционно-порошкового фибробетона нового поколения наши свое применение при изготовлении энергосберегающих трехслойных крупноформатных стеновых блоков в городе Красноярске ООО «Эммануил». Блоки представляют собой трехслойную железобетонную панель из бетона марок 1000-2000. Такие панели мы рекомендуем для строительства домов в условиях Крайнего Севера при температуре до минус 50 °C. Трехслойная стеновая панель легче обычной железобетонной, устойчивее к морозам. Новый реакционно-порошковый бетон быстро твердеет и набирает распалубочную прочность через 6-8 часов. Стеновая панель состоит из двух скорлуп толщиной по 3-5 сантиметров, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом.

Лицевой наружный и внутренний слои выполнены из высокопрочного реакционно-порошкового бетона и отличаются лишь тем, что внутренний несущий слой изготовлен из фибробетона. Внутри находится утеплитель – это или пенополистиролбетон или минеральная вата плотностью 80-100 кг/м³. При заполнении пространства пенополистирбетоном, капсулированные гранулы пенополистирола: каждая гранула находится в тонкой и прочной реакционно-порошковой оболочке выполняет теплосберегающую функцию. Квадратный метр такой панели весит всего 120-130 кг, в то время как квадратный метр традиционной стены толщиной 50 см из полнотелого кирпича весит не менее 800 кг. Это дает возможность значительно снизить материалоемкость изделий, сократить трудоемкость возведения зданий, сроки строительства и затраты на фундамент.

Совместно с ООО «Эммануил» г. Красноярск разрабатываются проекты «Жилой одноэтажный двухквартирный сблокированный дом для районов крайнего севера из облегченных крупноформатных стеновых блоков из высокопрочного реакционно-порошкового фибробетона». Конструктивным решением стен являются облегченные трехслойные крупноформатные стеновые блоки из высокопрочного реакционно-порошкового фибробетона, перекрытия – облегченные сборные конструкции из высокопрочного реакционно-порошкового фибробетона или сборные железобетонные плиты по серии 1.141-в.64.

Стоимость материалов 1 кв.м стены по проекту (руб.) Стоимость материалов 1 кв.м стены по технологии ООО «Эммануил» (руб.) Рисунок 1

Подсчитаны технико-экономические показатели строительства при использовании блоков из реакционно-порошкового бетона в г. Красноярск: стоимость материала (2100 руб/м^2) 1 кв. м стены по технологии ООО «Эммануил» на 35% ниже стоимости стены по проекту (ж/б панель+

материал НВФ – 3239 руб/м²) (рисунок 1).

Наружная отделка: фасадная часть стеновых крупноформатных блоков изготавливается на заводе из цветного архитектурного высокопрочного реакционно-порошкового фибробетона с бесцветным прозрачным защитным покрытием (рисунок 2).

Защитное покрытие, нанесенное на поверхность фасадной части блока, значительно повышает долговечность покрытия, защищает от атмосферных воздействий, предотвращает появление высолов и сохраняет глянцевую поверхность и насыщенный первоначальный цвет.

Рисунок 2 Фасадная часть стеновых крупноформатных блоков из цветного архитектурного высокопрочного реакционно-порошкового фибробетона с бесцветным прозрачным защитным покрытием

Отмечено значительное повышение прочностных показателей реакционно-порошкового бетона со временем.

Прочность на сжатие реакционно-порошкового бетона к 480 суткам увеличилась на 52 МПа и составила 160 МПа. Прочность на растяжение при изгибе к 480 суткам увеличивается на 37,6 %.

В связи с этим, можно сделать вывод, что нами разработаны бетоны нового поколения по принципиально новой технологии изготовления с высокими физико-техническими показателями.

Научно-исследовательская работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для поддержки молодых Российских ученых - кандидатов наук. Регистрационный номер №01201257495 (МК-3833.2012.8).