В отечественной практике производства бетона и изделий из него в подавляющем большинстве выпускаются бетоны марок М150-М500, при этом доля выпуска высокопрочных самоуплотняющихся бетонов ничтожно мала. Считается, что на практике для производства бетонов марок М800-М1000 и выше необходимо вводить в их состав реакционно-активный микрокремнезем или другие аморфные нанокремнеземы (белая сажа, silica fumes, аэросил и др.), при этом расходы цемента с использованием СП и ГП, как правило, должны быть не ниже 500-700 кг/м³.

Подтверждена возможность создания самоуплотняющихся бетонных смесей с добавлением большого количества дробленого песка фр. 0,63-2,5 (5,0) мм без использования дорогостоящих микрокремнеземов и наномодификаторов, с расходом цемента 400 кг/м³ вместо 700 кг/м³. Прочность на сжатие таких бетонов достигает более 100 МПа при расходе цемента 400 кг/м³. Задача создания архитектурно-декоративных окрашенных бетонов решается путем введения пигментов или красителей необходимого оттенка цвета и формированием декоративной поверхности, что придает неповторимый облик изделиям из бетона. При этом удельный расход цемента на единицу прочности составляет всего 3,47 кг/МПа. Это позволяет классифицировать разработанные бетоны как высокоэффективные экономичные бетоны нового поколения [1, 2].

Чтобы оценить экономический эффект от снижения стоимости компонентов при различных расходах на 1 м³, мы представляем сравнительную оценку их стоимости в порошково-активированных песчаных бетонах с расходами цемента 700 кг/м³ и 400 кг/м³ (табл. 1). В данном случае мы рассматривали бетоны на фракционированных наполнителях и заполнителях на основе отсевов дробления известняка. Выбор в пользу этой горной породы был сделан, исходя из наличия месторождений известняка во многих регионах России, в частности на территории Приволжского федерального округа. Стоимость каменной муки и песков фр.0,16-0,63 мм в приведенной таблице весьма условна и взята, исходя из приблизительных расчетов себестоимости производства этих наполнителей с учетом доставки железнодорожным транспортом на расстояние более 500 км. Понятно, что экономическая эффективность бетонов нового поколения в регионах с наличием карьеров нерудных ископаемых будет существенно выше, чем в регионах с отсутствием таких месторождений.

Таблица 1. Сравнительная стоимость компонентов бетонных смесей порошково-активированных песчаных бетонов с ГП Melflux с различным содержанием их в 1 м³ бетона

В данном случае мы не ставили задачу точной калькуляции себестоимости производства 1 м³ порошково-активированного песчаного бетона в конкретном регионе. Значительно важнее на этом этапе исследований было показать экономический эффект от снижения расхода цемента и изменения известняковых наполнителей и заполнителей в 1 м³ при сохранении или незначительном понижении эксплуатационных и физико-технических характеристик порошково-активированного песчаного бетона.

Как видно из анализа табличных данных, экономический эффект от снижения стоимости компонентов порошково-активированных песчаных бетонов с расходами цемента 700 кг/м³ и 400 кг/м³ составляет 64%. При этом стоимость компонентов 1 м³ бетонной смеси достаточно низкая по сравнению с аналогичной стоимостью бетонов с близкими физико-техническими и эксплуатационными характеристиками. И это с учетом того, что стоимость компонентов оценивалась на составах архитектурно-декоративных бетонов, в которых от 80% до 90% стоимости формируют зарубежные дорогостоящие компоненты: белый цемент и ГП Melflux 5581. При отсутствии необходимости создания светлого цвета бетонных изделий и конструкций или изделий, имеющих яркий насыщенный цвет, можно значительно снизить стоимость компонентов 1 м³ бетонной смеси за счет замены белого цемента на серый портландцемент. Так, при замене белого цемента на серый и замене пластификатора Melflux на отечественный Хидетал 9γ стоимость компонентов 1 м³ самоуплотняющихся бетонов с расходом цемента 700 кг/м³ снизится в 2,66 раза, а для бетона с расходом цемента 400 кг/м³ – в 2,26 раза. Для архитектурно-декоративных бетонов высокая стоимость одного кубического метра не является показательной, учитывая малую толщину декоративно-отделочных панелей. Так, если декоративно-отделочные панели имеют толщину 20 мм, а себестоимость изготовления 1 м³ бетона готовых изделий будет в 2-2,5 раза больше, чем стоимость сырьевых материалов, то 1 м² отделочной панели будет стоить 430-615 рублей. Японские производители оценивают стоимость одного квадратного метра декоративной панели из высокопрочного бетона в 1300-2600 рублей.

Таким образом, в результате исследований были получены экономичные высокофункциональные долговечные архитектурно-декоративные порошково-активированные бетоны с использованием отходов камнедробления горных пород. Учитывая то, что эти бетоны являются самоуплотняющимися (СУБ), можно говорить об экологичности и снижении энергопотребления при переходе на технологию производства таких бетонов.

Таким образом, массовое применение высокоэффективных порошково-активированных песчаных бетонов нового поколения с низким удельным расходом цемента на единицу прочности формирует предпосылки внедрения в полный производственный комплекс ресурсосберегающих, энергосберегающих и более экологически чистых технологий. Это обеспечивается сокращением выбросов вредных газов в атмосферу; уменьшением расходов энергии и топлива для транспортировки материалов, на их добычу, дробление и помол; уменьшением объемов добычи нерудных полезных ископаемых и сырья для производства цемента; сокращением наращивания чрезвычайно материало- и энергоемкого производства портландцемента; снижением объемов транспортировки компонентов и, как следствие, сокращение затрат логистических систем перевозок сырья; сокращением энергоемкости производства и заменой дорогостоящих привозных заполнителей более дешевыми местными песками или отходами камнедробления, в том числе из местных известняков, доломитов, гравийно-песчаных смесей.

1. Калашников В.И. ЧЕРЕЗ РАЦИОНАЛЬНУЮ РЕОЛОГИЮ В БУДУЩЕЕ БЕТОНОВ. Ч. 3. ОТ ВЫСОКОПРОЧНЫХ И ОСОБОВЫСОКОПРОЧНЫХ БЕТОНОВ БУДУЩЕГО К СУПЕРПЛАСТИФИЦИРОВАННЫМ БЕТОНАМ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО  // Технологии бетонов. 2008. № 1. С. 22.
2. Калашников В.И. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕАКЦИОННО ПОРОШКОВЫХ СУХИХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ // Строительные материалы. 2009. № 7. С. 59-61.

Все статьи автора «Мороз Марина Николаевна»