Инновационная технология приготовления бетонных смесей

Введение. В статье на примере производства дорожного бетона в Ростовской области рассмотрены вопросы повышения эффективности технологии приготовления бетонных смесей, обеспечивающей нормативные показатели физико-механических свойств бетона без увеличения расхода цемента и дополнительных затрат на реконструкцию действующих предприятий строительной индустрии. Цель проведенных исследований — разработка эффективных рецептурно-технологических мероприятий, обеспечивающих нормативные требования к прочностным показателям бетона, изготавливаемого на основе местной сырьевой базы без технического перевооружения действующих бетоносмесительных заводов.

Материалы и методы. Для достижения поставленной в работе цели при проведении экспериментальных исследований использована местная сырьевая база, доступная для широкого применения на предприятиях строительной индустрии. Исследования, направленные на разработку рецептурно-технологических мероприятий по повышению эффективности производства исследуемого дорожного бетона, выполнены с применением стандартных методик оценки нормируемых показателей свойств сходных материалов, бетонных смесей и затвердевшего бетона. Для оптимизации параметров разработанных рецептурно-технологических решений применены методы математического моделирования исследуемой стохастической системы на основе теории планирования эксперимента.

Результаты исследования. Разработанная инновационная технология приготовления бетонных смесей обеспечивает возможность на 15–20 % повысить прочностные показатели исследуемого бетона, либо на 10–12 % уменьшить расход цемента без снижения прочности получаемого материала. Полученные результаты достигнуты за счет разработки комплекса рецептурно-технологических мероприятий, включающего введение в бетонную смесь предложенного карбонатного микронаполнителя и поликарбоксилатного суперпластификатора в сочетании с разработанным двухстадийным способом приготовления бетонной смеси.

Обсуждение и заключение. Инновационная новизна разработанной технологии приготовления бетонных смесей защищена патентом на изобретение. Полученные результаты достигнуты за счет совместного введения в бетонную смесь разработанного микронаполнителя на основе известняка-ракушечника и суперпластификатора ST 5.0 в сочетании с инновационной двухстадийной технологией приготовления бетонной смеси. Исходя из общетеоретического представления о структурообразовании цементных бетонов и формировании их прочностных свойств, можно распространить результаты данных исследований на производство широкого круга монолитных и сборных изделий и конструкций, которые должны удовлетворять нормативным требованиям по прочности не только на сжатие, но и на растяжение. Естественно, в каждом конкретном случае потребуются дополнительные исследования с учетом специфики региональной сырьевой базы и специфики того или иного предприятия строительной индустрии и номенклатуры выпускаемой продукции. 

1. 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

2. Толыпина Н.М., Хахалева Е.Н., Данилов Д.Ю., Чашин Д.Ю. Влияние микронаполнителей на эффективность суперпластификаторов и прочность бетонов с низким содержанием цемента. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2023;8:8–15. https://doi.org/10.34031/2071-7318-2023-8-8-8-15

3. Тараканов О.В., Фишер Х.Б. Принципы получения высокопрочных бетонов с использованием местных сырьевых ресурсов. Эксперт: теория и практика. 2024;3(26):112–117. https://doi.org/10.51608/26867818_2024_3_112

4. Тараканов О.В., Иващенко Ю.Г., Ерофеева И.В. Влияние карбонатных минеральных добавок на формирование микроструктуры и прочность минеральных вяжущих веществ. Региональная архитектура и строительство. 2024;1(58):47–58. https://doi.org/10.54734/20722958_2024_1_47

5. Саламанова М.Ш., Муртазаев С.А.Ю., Бисултанов Р.Г., Муртазаев И.С.А. Регулирование свойств строительных композитов различными минеральными наполнителями. Вестник КНИИ РАН. Серия: Естественные и технические науки. 2024;2(17):94–109. https://doi.org/10.34824/VKNIIRAN.2024.17.2.007

6. Erofeev V, Vatin N, Maksimova I, Tarakanov O, Sanyagina Y, Erofeeva I et al. Powder-Activated Concrete with a Granular Surface Texture. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022;18(4):49–61. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-4-49-61

7. Паймухин В.И., Копаница Н.О., Рыльская К.А. Механическая активация компонентов бетонной смеси. В: Сборник научных статей VII международной конференции «Современные строительные материалы и технологии — 2024». Санкт-Петербург: Балтийский федеральный университет им. И. Канта; 2025. С. 25–33.

8. Самченко С.В., Агафонова Н.З. Активация сырьевых компонентов бетона. В: Сборник докладов V Национальной научной конференции «Актуальные проблемы строительной отрасли и образования — 2024». Москва: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет; 2025. С. 101–104. URL: https://os.mgsu.ru/resources/izdatelskaya-deyatelnost/izdaniya/izdaniya-otkr-dostupa/2025/Sbornik_Aktual-problemy-stroitelnoy-otrasli_2_2024.pdf (дата обращения: 03.04.2026).

9. Лотов В.А., Сударев Е.А., Кутугин В.А. Предварительная активация цементно-песчаной смеси с целью повышения прочности бетона. Химия и химическая технология. 2022;65(8):94–101. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20226508.6595

10. Сайрахмонов Р.Х., Рахматзода А.С., Назиров Я.Г. Тонкодисперсные минеральные материалы в комплексе с химическими добавками для дорожного бетона. Политехнический вестник. Серия: Инженерные исследования. 2024;1(65):229–238.

11. Леонтьев С.В., Талейко А.А. Перспективы использования техногенных горных пород и кристаллических затравок в технологии LC3 вяжущих. Construction and Geotechnics. 2024;15(2):31–48. https://doi.org/10.15593/2224-9826/2024.2.03

12. Тараканов О.В., Ерофеева И.В., Белякова Е.А., Москвин Р.Н., Санягина Я.А., Кристофорова И.А. Моделирование процессов раннего структурообразования и твердения цементных материалов с органоминеральными добавками. Нанотехнологии в строительстве. 2024;16(6):510–524. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2024-16-6-510-524

13. Артамонов П.А. Влияние суперпластификаторов на свойства мелкозернистого бетона с опал-кристобалиттридимитовым микронаполнителем. В: Сборник научных трудов национальной конференции «Актуальные вопросы техники, науки, технологии». Брянск: Брянский государственный инженерно-технологический университет; 2024. С. 465–468. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=67310645 (дата обращения: 03.04.2026).

14. Шляхова Е.А. Способ приготовления бетонной смеси. Патент РФ № RU2780905C1. 2022. 6 с. 14.

15. Shlyakhova E., Serebryanaya I., Egorochkina I., Matrosov A., Odinets M., Knyazhichenko M. Repair compositions for restoration of operated reinforced concrete structures. E3S Web of Conferences. 2021;273:04017. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202127304017

16. Шляхова Е.А., Чэнь Я. Способ приготовления бетонной смеси. Патент РФ № 2833755 Рос. Федерация : C04B 40/00 № 2008151532/02, заявл. 26.12.2008 ; опубл. 28.01.25, Бюл. № 4. 2025. 6 с.