Специалисты НИУ МГСУ (Россия) создали инновационную технологию, позволяющую бетону быстро затвердевать даже при экстремально низких температурах. Это открывает перспективы для круглогодичного строительства, значительно сокращая сроки возведения объектов независимо от погодных условий.
Данная разработка особенно важна для регионов Крайнего Севера и Сибири, где обычные методы строительства малоэффективны, а также для развития инфраструктуры вдоль Северного морского пути. По оценкам экспертов, новый материал на 50% дешевле существующих аналогов и уже готов к использованию.
Зачем нужен зимний бетон?
В России строительная отрасль часто сталкивается с проблемой ограниченного строительного сезона, особенно в регионах с суровым континентальным климатом (например, Якутск, Чита, Иркутск), где работы ведутся всего около пяти месяцев в году. Это существенно замедляет реализацию крупных инфраструктурных проектов и освоение новых территорий.
При строительстве в холодных условиях обычно используют два метода: «метод термоса» (укрытие конструкций для сохранения тепла) и электропрогрев (нагрев бетона с помощью электричества). Хотя эти методы эффективны, они имеют ограничения: «термос» не всегда удерживает достаточно тепла, а электропрогрев требует больших затрат энергии и дорогостоящего оборудования.
Долгое застывание бетона, снижение его прочности и необходимость дорогостоящего обогрева ведут к существенным экономическим потерям и затягиванию сроков строительства. Таким образом, разработка морозостойких строительных материалов критически важна для развития инфраструктуры и экономики страны.
Новый способ получения быстротвердеющего бетона
По словам Виктории Швецовой, заведующей лабораторией кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ, разработан самоуплотняющийся быстротвердеющий бетон для ускорения зимних строительных работ. Эксперименты показали, что новый состав значительно прочнее: спустя 24 часа при –25°C он в 2,6 раза превосходил по прочности традиционный бетон, предназначенный для температур до –10°C.
Состав нового бетона, созданного в НИУ МГСУ, включает композиционное вяжущее, мелкий заполнитель, инертную минеральную добавку, ускоритель, суперпластификатор и воду. Композиционное вяжущее (смесь портландцемента и глиноземистого цемента) обеспечивает быстрое схватывание и повышенное выделение тепла. Тонкомолотый кальцит улучшает плотность бетона и уменьшает размер пор. Цитрат натрия – безопасная добавка, используемая даже в пищевой промышленности, – дополнительно увеличивает тепловыделение и улучшает подвижность бетонной смеси.
По словам Швецовой, комбинация цитрата натрия с современными суперпластификаторами на основе поликарбоксилатов позволила дополнительно улучшить тепловыделение, подвижность и время сохранения свойств бетонной смеси.
Плюсы новой технологии получения бетона
По предварительным расчетам, новая сухая строительная смесь будет примерно на 50% дешевле конкурентов. Ожидаемая розничная цена составит около 1905,2 рубля за 25-килограммовый мешок.
Экономия обусловлена не только низкой стоимостью самой смеси, но и исключением затрат на дорогостоящее оборудование для обогрева и теплоизоляции.
Доцент кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ Вадим Соловьев добавил, что использование нового бетона позволит сократить объем сварочных работ и потребность в специализированном оборудовании для прогрева, требующем высококвалифицированных специалистов.
Простота приготовления раствора прямо на строительной площадке делает эту технологию доступной для любого строительного предприятия.
Соловьев также отметил, что формат сухой строительной смеси упрощает логистику, снижает транспортные расходы и обеспечивает сохранность качества продукта при перевозке и хранении в морозы, исключая частые поставки отдельных компонентов и связанные с этим сложности.
Более того, новая рецептура универсальна и подходит не только для стандартного бетонирования, но и для таких современных технологий, как 3D-печать зданий:
По словам Соловьева, композиционное вяжущее и комплексную добавку можно использовать в любых бетонных смесях. Помимо зимнего строительства, материал применим в 3D-печати бетоном, торкретировании (нанесение бетонной смеси под давлением), ремонте и производстве железобетонных изделий.
Исследователи также подчеркивают, что все компоненты нового бетона экологически чисты и безопасны для здоровья.
Итоги испытаний и перспективы использования
Лабораторные испытания подтвердили, что новый бетон обладает высокими механическими свойствами, стабильностью размеров и защищает арматуру от коррозии даже после длительного использования. В течение года исследований не было выявлено никаких дефектов, трещин или разрушений поверхности.
Швецова отмечает, что новый материал выдерживает значительные нагрузки сразу после укладки, что значительно сокращает сроки строительства и устраняет необходимость в дополнительных затратах на утепление конструкций.
Таким образом, эта инновационная формула композитного бетона открывает возможности для круглогодичного строительства в суровых климатических условиях.
Соловьев подчеркнул, что теперь стало возможным строить мосты, дороги, жилые и промышленные объекты даже зимой. Это значительно продлевает строительный сезон и экономит ресурсы. Материал также идеально подходит для создания инфраструктуры в Арктике, где традиционные методы неэффективны.
Ученые НИУ МГСУ отмечают, что застройщики давно ждут такой продукт, поскольку он позволит ускорить строительство без увеличения затрат. Институт готов предложить строительной отрасли это готовое решение.
