Технико-экономическая эффективность применения самоуплотняющихся бетонных смесей в монолитном строительстве

Введение. Технический эффект при возведении монолитных железобетонных конструкций из самоуплотняющихся бетонных смесей, приводящий к повышению фактической прочности бетона, можно использовать для уменьшения поперечного сечения конструкций и снижения расхода арматуры. Целью настоящей работы явилась оценка технической и экономической эффективности монолитных железобетонных конструкций повышенной прочности, изготавливаемых из самоуплотняющегося бетона с использованием строительных отходов, для решения задач в области экологического строительства.

Материалы и методы. Для оценки эффективности вариантов бетонирования монолитных конструкций готовили виброуплотняемую смесь БСТ В25 П4 и самоуплотняющуюся смесь БСТ В40 РК1 на портландцементе ЦЕМ0 42,5Н. В качестве крупного заполнителя применяли щебень фракции 5–10 мм, а в составе мелкого заполнителя использовали песок природный и песок дроблёный из строительных отходов (бетонного лома). Для обеспечения высокой текучести смесей применяли добавку Полипласт ПК — универсальный суперпластификатор на основе эфиров поликарбоксилатов. Расчет параметров железобетонных конструкций в зависимости от прочности бетона при сжатии выполняли в программном комплексе «ЛИРА». Сметную стоимость строительных работ по устройству железобетонных конструкций определяли для двух альтернативных вариантов, различающихся видом используемой бетонной смеси и способом её подачи к месту укладки и уплотнения.

Результаты исследования. Выполнен расчет параметров железобетонных конструкций, который показал, что для конструкций из бетона повышенной прочности класса В40 толщина сечения по всей высоте может быть одинаковой — 200 мм, а объём бетона на 20 % меньше, чем из бетона класса В25. Расчет параметров армирования по высоте конструкций в зависимости от прочности бетона показал, что при использовании самоуплотняющегося бетона класса В40 возможно уменьшение расчетного диаметра и сокращение расхода арматуры. Ожидаемый экономический эффект при использовании самоуплотняющегося бетона повышенной прочности, рассчитанный для бетонирования конструкций объемом 433 м 3 , может составить 1 639,5 тыс. руб.

Обсуждение и заключение. Обоснована техническая и экономическая эффективность применения самоуплотняющихся бетонов повышенной прочности для бетонирования монолитных железобетонных конструкций. В результате использования самоуплотняющейся смеси и бетононасосной технологии снижается сметная стоимость возведения конструкций, сокращаются затраты труда рабочих, уменьшаются затраты на оплату труда, а также достигается экологический эффект за счет использования строительных отходов и отказа от электрического оборудования для виброуплотнения.

1. Несветаев Г.В., Корянова Ю.И., Сухин Д.П. Некоторые вопросы технологии бетонирования массивных фундаментных плит с применением самоуплотняющихся бетонных смесей. Инженерный вестник Дона. 2022; (8(92)):327–345. URL: https://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n8y2022/7870 (дата обращения 28.05.2024).

2. Kastornykh L, Kaklyugin A, Kholodnyak M, Osipchuk I. Modified Concrete Mixes for Monolithic Construction. Materials Science Forum. 2021;1043:81–91. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1043.81

3. Васильева Е.Ю. Значение и перспективы применения инновационных материалов и технологий в жилищном строительстве. Вестник МГСУ. 2022;17(11):1586–1593. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2022.11.1586-1593

4. Несветаев Г.В., Корянова Ю.И., Сухин Д.П. Некоторые технологические параметры перекрытия слоев при применении самоуплотняющихся бетонных смесей. Инженерный вестник Дона. 2023; 1(97):438–454. https://ivdon.ru/ru/magazine/archive/n8y2022/7870 (дата обращения 28.05.2024).

5. Мозгалев К.М., Головнев С.Г., Мозгалева Д.А. Эффективность применения самоуплотняющихся бетонов при возведении монолитных зданий в зимних условиях. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Архитектура и строительство». 2014;14(1):33–36. URL: http://www.zimbeton.ru/article/2014_05_1.pdf (дата обращения 28.08.2024).

6. Ларсен О.А., Наруть В.В., Воронин В.В. Технология переработки бетонного лома с целью получения самоуплотняющегося бетона. Строительство и реконструкция. 2020;2(88):61–66. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2020-88-2-61-66

7. Lopatin NA, Motornaja AI, Neguliaeva EYu. The Most Effective Crushing Equipment and Testing of Recycled Concrete Aggregates. Construction of Unique Buildings and Structures. 2015;10(37):34–45. URL: https://unistroy.spbstu.ru/userfiles/files/2015/10(37)/3_lopatin_37.pdf (accessed: 28.05.2024).

8. Булдыжов А.А., Алимов Л.А. Самоуплотняющиеся бетоны с наномодификаторами на основе техногенных отходов. Промышленное и гражданское строительство. 2014;8:86–88. URL: https://vufind.lib.tsu.ru/Record/tsuab.20821 (дата обращения 28.05.2024).

9. Касторных Л.И., Каклюгин А.В., Гикало М.А., Трищенко И.В. Особенности состава бетонных смесей для бетононасосной технологии. Строительные материалы. 2020;3:4–11. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2020-779-3-4-11

10. Kastornykh L, Kaklyugin A, Kosenko V, Kholodnyak M, Gikalo M, Dergousov P. Specifics of Monolithic Concrete Technology for the Construction of Agrocomplex Facilities. In: Zokirjon ugli KS, Muratov A, Ignateva S. (eds). Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East (AFE-2022). AFE 2023. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 733. Springer, Cham; 2024. P. 1263–1273. https://doi.org/10.1007/978-3-031-37978-9_123

11. Котенко М.П., Развеева И.Ф., Иванченко С.А., Федчишена А.А. Регулирование параметров собственных колебаний пространственного каркаса здания в программном комплексе ЛИРА. Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий. 2022;1(2):33–39. https://doi.org/10.23947/2949-1835-2022-1-2-33-39

12. Резяпкина К.В., Мордовский С.С. BIM-моделирование зданий с применением программных комплексов САПФИР и ЛИРА-САПР в учебном процессе. Строительство и недвижимость. 2021;2(9):148–157. URL: https://cchgeu.ru/science/nauchnye-izdaniya/stroitelstvo-i-nedvizhimost/arkhiv-vypuskov/ (дата обращения 28.05.2024).

13. Geraymovich YuD, Yevzerov ID, Marchenko DV. The New Physically Nonlinear Finite Elements in Software Package LIRA 10.8. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2019;15(1):61–66. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2018-15-1-61-66

14. Быков Д.Н., Хомкалов Г.В. Рынок строительных материалов в условиях конкуренции. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2018;8(3):26–31. https://doi.org/10.21285/2227-2917-2018-3-26-31

15. Кудяков В.А., Минаев Н.Н., Копаница Н.О., Жарова Е.А. Технико-экономическое обоснование инфраструктурных проектов в производстве строительных материалов. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015;1:202–209. URL: https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/18?locale=ru_RU (дата обращения 28.05.2024).

16. Касторных Л.И., Гикало М.А., Каклюгин А.В., Серебряная И.А. Математическое моделирование технологических процессов бетонирования монолитных конструкций из мелкозернистых смесей. Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий. 2023;2(4):84–93. https://doi.org/10.23947/2949-1835-2023-2-4-84-93

17. Макарцова Т.Н., Кравченко А.И., Шипилова М.А. Формирование достоверной стоимости инвестиционностроительного проекта на стадии разработки проектной документации. Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий. 2022;1(1):34–44. https://doi.org/10.23947/2949-1835-2022-1-1-34-44