CC BY
90
СТРОИТЕЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
УДК 693.5
А.И. Бедов, В.В. Бабков*, А.И. Габитов*, Р.Р. Сахибгареев*, А.С. Салов*
ФГБОУВПО «МГСУ», *ФГБОУВПО «УГНТУ»
МОНОЛИТНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН: ОТ ТЕОРИИ К ПРАКТИКЕ
Приведены и проанализированы зависимости прочности бетона на сжатие от подвижности бетонной смеси и водовяжущего отношения для немодифицирован-ных и модифицированных бетонов с суперпластификаторами и органоминераль-ными добавками. Рассмотрены задачи оценки эффективности применения бетонов и арматурных сталей повышенных и высоких классов прочности в железобетонных элементах. С использованием экономико-математического метода представлены расчетные алгоритмы, позволяющие оптимизировать конструктивные решения монолитного железобетонного каркаса. Результаты исследований применены при проектировании ряда объектов в г. Уфе. Приведены некоторые проектные решения с использованием бетонов и арматуры повышенных классов прочности.
Ключевые слова: высокопрочные бетоны, цементный камень, монолитное строительство, безригельный железобетонный каркас, напряженно-деформированное состояние, несущая способность перекрытия, железобетонные элементы, Республика Башкортостан.
В Республике Башкортостан в монолитном строительстве получили широкое применение бетоны с высокими эксплуатационными и прочностными показателями и бетонные смеси с модифицирующими добавками. На сегодняшний день актуальным является оптимизация и рациональное применение высокопрочных бетонов и бетонов повышенной прочности, особенно в сочетании с арматурой новых классов прочности.
На всех стадиях производства современных бетонов с обеспечением прочностных и эксплуатационных показателей обеспечивается соблюдение оптимальных решений по подбору состава бетонной смеси, выбору и применению технологии изготовления, уходу за бетоном, доведению качества бетонных изделий и железобетонных конструкций до требуемого уровня технического состояния на стадии эксплуатации, обеспечению и поддержанию нормированного уровня1 [1—3].
Применяемые в практике немодифицированные бетонные смеси с предельной прочностью на сжатие 40 МПа (при классе прочности В30) имеют подвижность группы П1 (не выше ОК 1...5 см) и не могут применяться в монолитном строительстве. На основе органоминеральных модификаторов и известных суперпластификаторов для диапазона прочности 50.80 МПа (классы бетона В40—В65) реально получение бетонных смесей групп П4—П5 по
1 СНиП 52-01—2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения / Госстрой РФ. М. : ГУП НИИЖБ, 2004. 24 с.
подвижности (водовяжущее отношение В/В = 0,3.. .0,45), которые, в основном, обеспечивают потребности монолитной технологии строительства, включая бетонирование тонкостенных и густоармированных конструкций. Бетонные смеси с современными химическими добавками групп подвижности П1—П3 (В/В = 0,15.0,25) открывают возможности получения бетонов классов В80 и выше (марочной прочностью 100 МПа и более)1 [3, 8].
Опираясь на практику монолитного строительства, мы можем заметить, что основную часть используемых бетонов (90 % от всего объема) составляют бетоны с прочностью на сжатие не выше 40 МПа. Развитие технологий бетонирования, повышение эффективности проектных и технологических решений с использованием бетона и железобетона, оптимизация применения высокопрочных бетонов и конструкций на их основе напрямую зависят от исследований портландцемента и его разновидностей.
На сегодняшний день проанализированы, систематизированы и обобщены результаты известных и собственных исследований по эффективному применению модифицированных бетонных смесей и бетонов (рис. 1).
R, МПа 160
П
(ОК), см
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 В/В
д — бездобавочные (немодифицированные) бетоны; О • X — модифицированные бетоны:
0 — В.Г. Батраков, К.Г. Соболев, данные по модификаторам МБ; • — С.С. Каприелов, А.В. Шейнфельд, бетоны с МБ и Эмбелит;
1 — А.Т. Ковалев, И.А. Цепилова, бетоны с СП «Полипласт»;
и, в — В.И. Калашников, бетоны с каменной мукой и МК, в т.ч. в — реакционно-порошковые бетоны; ® — данные фирмы «Биотех» по Лигнопану Б-1; ■ — собственные данные; о — подвижность бетонных смесей
Рис. 1. Зависимости прочности бетона на сжатие Я от подвижности бетонной смеси П и водовяжущего отношения В/В для немодифицированных и модифицированных бетонов с суперпластификаторами и органо-минеральными добавками: Пм — подвижность модифицированных бетонных смесей; П — подвижность немодифицированных бетонных смесей; Ям — В/В — зависимость для модифицированных бетонов; Я — В/В — зависимость для немодифицированных бетонов
Современные требования к бетону различны. Иногда требуются бетоны невысокой прочности, но с повышенными требованиями к специальным свойствам. Например, БСТ В15 П4 F75 W6 ГОСТ 7473—2010. Для выполнения требований по водонепроницаемости необходимо изготовить бетон более высоко-
28
140
24
120
20
100
16
80
12
60
8
40
4
20
0
0
го класса по прочности на сжатие, чем бетон В15, изготовленный по обычной технологии, так как последний будет иметь марку по водонепроницаемости меньше, чем W6.
Получение и применение модифицированных бетонов сопряжено с проблемой не только достижения, но и необходимостью сохранения требуемого уровня прочности и проектируемых эксплуатационных показателей цементных бетонов с проведением дальнейших исследований структурообразования и деструкции в цементных системах.
Для нейтрализации возможных негативных проявлений внутреннего распора в высоководоредуцированных системах эффективно применяется добавка аморфного микрокремнезема, реакция взаимодействия которого с выделяющейся при гидратации гидроокисью кальция сопровождается минимальным изменением объема. Бетоны с аморфным микрокремнеземом широко применяются в практике современного массового строительства. Одним из известных эффективных путей оптимизации свойств цементных композитов, получения их структурной однородности является введение минеральных добавок различного ранга для достижения также микронаполняющего эффекта, в т.ч. на нанометрическом уровне.
Практически все свойства цементных композитов зависят от водовяжуще-го отношения. При этом незначительные изменения водовяжущего отношения приводят к существенному изменению свойств.
Работы по исследованию влияния водовяжущего отношения и вида наполнителя на различные эксплуатационные свойства, в том числе прочность бетонов, необходимо продолжать с целью возможности широкой реализации технологического решения применения единого водовяжущего отношения в практике производства бетонов.
Предложенное и разработанное оригинальное структурно-технологическое решение применения единого водовяжущего отношения или одинакового объема дисперсной части для бетонов в широком диапазоне прочностей позволяет:
получать бетоны и растворы в широком интервале прочностей со стабильным и необходимым уровнем технологических и эксплуатационных свойств (сохраняемость подвижности, водонепроницаемость, морозостойкость, скорость набора прочности и др.);
за счет использования комбинации заполнителей с минимальной пустот-ностью и оптимальным содержанием дисперсных частиц в составе бетонов и растворов упростить подбор составов, исключив необходимость определения соотношения заполнителей для каждого класса бетона и марки раствора по прочности;
использовать высокую эффективность бездобавочного высокомарочного цемента в сочетании с суперпластификатором (повышенную прочность, связанную с эффектом диспергации частиц, сохранение подвижности при применении замедлителей сроков схватывания, предотвращение возможности снижения прочности за счет увеличения содержания фракции заполнителя меньше 0,16 мм и добавлении наполнителя) в составах бетонов и растворов рядовой прочности.
Анализ известных и полученных нами результатов показал, что для получения цементных растворов и бетонов со стабильными свойствами при наименьшем разбросе их показателей необходимо использовать заполнители с постоянной гранулометрией, с наименьшей пустотностью, соответственно с наибольшей насыпной плотностью, при оптимальном содержании дисперсных частиц в бетоне. При этом необходимо выбрать водовяжущее отношение в зависимости от требуемого значения необходимого свойства, раствора или бетона заменяя часть цемента в составе цементной системы минеральной дисперсной добавкой (наполнителем), инертной или активной, регулируя подвижность дозировкой пластифицирующей добавки.
Предложенное решение позволяет упростить подбор составов, так как не требуется для каждого состава использовать разную комбинацию заполнителей. Высокие требования предъявляются к наполнителю, который должен при замещении части цемента минимально изменять подвижность смеси и прочность цементного композита. Нами был проведен сравнительный анализ различных наполнителей, являющихся побочными продуктами производства, а также материалами, выпускаемыми для производства строительных смесей и асфальтобетона в Республике Башкортостан.
Для получения модифицированных бетонов с гарантированным уровнем свойств необходимо исключить основные причины, способствующие проявлению нестабильности их характеристик, изменчивости гранулометрического состава заполнителей и связанной с этим вариацией пустотности заполнителя, изменчивости количества фракций меньше 0,16 мм в заполнителе и вариации содержания пылевато-глинистых частиц. Для предотвращения негативных процессов деструкции, обеспечения сохранения стабильных свойств в течение требуемого жизненного цикла эксплуатации бетонных изделий и конструкций эффективно применение минеральных добавок, в частности активных — в виде аморфного оксида кремния, а также использование цемента с необходимым содержанием и соотношением фаз Р-С^, С^ в сочетании с совместимой химической добавкой.
Результатом выполнения научно-исследовательских и инновационных работ стало массовое внедрение бетонов с суперпластификаторами в произ-водство2 [4—7]. В настоящее время в Республике Башкортостан практически все предприятия для производства бетонов выше класса В15 используют су-перпластифицирующие добавки. Ниже приводится информация по некоторым внедренным нами в производство бетонам. На ООО «Железобетонный завод № 1» (г. Стерлитамак, Республика Башкортостан) в ноябре 2009 г. выпущена партия плит железобетонных предварительно напряженных дорожных ПДНм-Ат1У на основе бетонных смесей с использованием модификатора Реламикс Т-2 с сокращением расхода цемента и времени тепловлажностной обработки. На УПТК ГУП «Башкиравтодор» в октябре-декабре 2007 г. выпущена партия водопропускных колец с использованием бетонных смесей с органоминераль-ными модификаторами. В результате улучшено качество поверхности изделий, повышена водонепроницаемость и морозостойкость при сокращении расхода
2 СП 52-101—2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры / Госстрой РФ. М. : ГУП НИИЖБ, 2005. 53 с.
цемента. Для бетонирования аэродромной полосы летом-осенью 2009 г. на РБУ ООО «Уфимская бетонно-растворная компания» была выпущена партия товарного бетона БСГ В30 П3 F300 W6 с высокими эксплуатационными характеристиками, полученными за счет применения комплексного модификатора бетона ПФМ-НЛК.
Противоморозные добавки в бетоне — необходимое условие при бетонировании в зимний период. Большинство бетонных заводов выпускает бетон с «зимними» добавками. Такой бетон производится в различных вариациях, отличающихся между собой содержанием и количеством добавок. Современные противоморозные добавки представляют собой комплекс соединений, которые улучшают сразу несколько показателей бетонной смеси, а в последующем бетона. Применение противоморозных добавок не исключает использование различных методов прогрева.
Наиболее распространенным методом прогрева бетона в зимних условиях является метод электротермообработки. Чаще всего в современном монолитном строительстве применяется электродный прогрев. Он осуществляется непосредственно в конструкции и относится к наиболее эффективным и экономичным видам электротермообработки. Выгоднее всего применять этот метод на масштабных строительных площадках, где возможно использование трансформаторов мощностью 30.50 кВт. Он используется повсеместно при возведении многоэтажных монолитных железобетонных зданий.
Наряду с широко применяемыми методами зимнего бетонирования, также достойны внимания такие методы как, например, применение греющей опалубки. Данная опалубка снабжена нагревательными элементами, вмонтированными с тыльной стороны палубы, которые закрыты слоем утеплителя. Такими элементами могут быть оборудованы щиты любой опалубки: крупнощитовой, мелкощитовой, катучей, объемно-переставной, скользящей и т.д. Греющие опалубки применяют для бетонирования в зимних условиях, а также для ускорения твердения бетона летом. Передача тепла происходит посредством теплопроводности — контактным способом от нагретой поверхности опалубки к соприкасающемуся с ней бетону.
По такому же принципу работает и термоактивное покрытие (ТРАП). Это легкое и гибкое устройство с греющими проводами или углеродными ленточными нагревателями, повышающими температуру поверхности соприкосновения до 50 °С.
Сегодня в Республике Башкортостан возводится множество объектов из монолитного железобетона с производством работ в условиях тяжелых отрицательных температур (до -25 °С). Применение современных противоморозных добавок и методов ухода за бетоном позволяет сократить время возведения, трудоемкость и стоимость каркасно-монолитного строительства.
Исследования контроля качества бетона в период выполнения монолитных работ на объекте «Уфа-Арена» позволили наблюдать проявление потенциала самозалечивания при структурообразовании, влияние на него технологических факторов при изготовлении бетонной смеси и ее укладке.
Колонны, выполненные из двух равноподвижных составов (групп П4— П5) бетона В40 с добавлением комплекса противоморозных и суперпластифи-
цирующих добавок на основе Реламикс + Криопласт СП25 и Лигнопан Б-1+ Био-НМ, изготавливались одновременно в условиях зимы 2006 г. с электропрогревом, при средней температуре от 15 до 20 °С.
Конструкции из водоредуцированных бетонных смесей с добавками Реламикс и Криопласт СП25, набрав проектную прочность через 3,5 месяца, в условиях загружения проектной нагрузкой 25.30 %, к первому году набрали дополнительно 30 % прочности. Бетонные конструкции на основе Био-НМ, при равной стартовой 28-суточной прочности (25.27 МПа) к этому возрасту (20 % от полной нагрузки), набрали через 8 месяцев проектную прочность без
Возраст, мес (февраль 2006 — февраль 2007 гг.) Возраст, мес (апрель 2006 — февраль 2007 гг.)
а б
Рис. 2. Кинетика набора прочности бетона конструкции объекта «Уфа-Арена»
За счет более эффективного потенциала самозалечивания, вследствии глубокого водоредуцирования, бетон с добавками Реламикс и Криопласт СП25 набрал после электропрогрева более высокую прочность и не получил деструктивных повреждений в условиях длительного воздействия отрицательных температур, сохранив способность для последующего набора прочности.
Применение высокопрочных и повышенных классов прочности бетонов в практике строительства каркасно-монолитных зданий требует оценки их технико-экономической эффективности. Постановка и решение задач для установления оптимальной совместной работы высокопрочных бетонов и эффективных классов арматуры в изгибаемых элементах требует определения рационального соотношения расходов и прочностных параметров арматурной стали и бетона.
Результаты исследований применены при проектировании нескольких объектов в г. Уфе. Упомянутый выше, объект «Уфа-Арена» на 8 тыс. зрителей, представляет собой каркасно-монолитное пятиэтажное здание овальной формы, размерами 150*120 м и высотой 30 м.
Основные конструкции: колоны и ребристые перекрытия (около 20 тыс. м3 железобетона) запроектированы из бетона класса прочности на сжатие В35. Общий объем монолитного бетона на объекте составил около 35 тыс. м3, расход арматурной стали — 3,7 тыс. т.
Монолитные работы по первым этажам объекта выполнялись в тяжелых условиях зимы 2005—2006 гг. с пиковыми отрицательными температурами до -42 °С. Монолитная технология реализовывалась с применением электропрогрева. Модифицированные бетонные смеси на оптимизированных по гранулометрическому составу смесях песка и гравия поставлялись с трех РБУ при времени доставки 40.90 мин.
Бетон по колоннам 1-го этажа вышел на проектную прочность уже на стадии нагружения порядка 30 % всех нагрузок. Вместо проектного класса В25 применен бетон В35, что позволило уменьшить расход арматурной стали ориентировочно на 17 %.
Разработанный подход и количественная оценка сокращения расхода арматурной стали были применены при проектировании ряда монолитных высотных жилых домов в г. Уфа. На одном из объектов арматура класса А400 и бетон класса В25 заменены на арматуру класса А500 С и бетон класса В40. Экономия арматурной стали по объекту составила до 49,7 % (табл.).
Общая экономия арматурной стали
Исходный класс бетона Вариантный класс бетона Сокращение расхода арматурной стали классов А400 (д0 = 0,02) / А500 С (д0 = 0,015), %
Для вариантного класса бетона Относительно к предыдущему вариантному классу бетона
В25 В35 10,5 / 9,3 — / —
В25 В40 13,5 / 11,9 2,7 / 2,4
В25 В50 17,9 / 15,8 3,8 / 3,46
В25 В60 20,5 / 18,2 2,3 / 2,1
В25 В70 22,4 / 19,8 1,5 / 1,4
Сравнение двух проектных решений, проработанных до стадии рабочий проект (раздел КЖ), выявило что, расход рабочей арматуры класса А500 С сокращается до 25 %, а общий расход (рабочей и конструктивной) арматуры класса А500 С до 17 % против варианта с арматурой А400 (АШ).
Результаты работ по снижению расхода арматурной стали с рациональным сочетанием бетонов повышенных классов были внедрены также при корректировке раздела КЖ рабочего проекта «Десятиэтажный монолитный жилой дом № 1 «Каскад» (стены из несъемной пенополистироль-ной опалубки) по ул. Российской, г. Уфа» и при строительстве монолитных 25-этажных жилых домов № 9 и 10 в микрорайоне Бакалинский г. Уфы (рис. 4—6).
Рис. 4. Десятиэтажный монолитный жилой дом № 1 «Каскад» (стены из несъемной пенополистирольной опалубки) по ул. Российской, г. Уфа
Рис. 5. Монолитные 25-этажные жилые дома №2 9 и 10 в микрорайоне Бакалинский, г. Уфа
Рис. 6. Несущие монолитные железобетонные стены жилого дома № 9 по 19-й этаж — 300 мм, с 20-го этажа — 200 мм
В 2009 г. было предложено, обосновано и выполнено технико-экономическое решение по оптимизации и рациональному применению модифицированных бетонов повышенной прочности по результатам проведенных НИОКР при проектировании, изготовлении бетонов при монолитном строительстве 25-этажных жилых домов № 9 и 10 в микрорайоне Бакалинский в Кировском районе, г. Уфа.
По первоначальному проекту расход бетона на один этаж составлял: на перекрытие — 152 м3, на стены — 127 м3. После применения разработанного решения проектные расходы составили: на перекрытие — 152 м3, на стены — 85 м3. Расходы стали на рабочее армирование железобетонных конструкций одного этажа жилых домов № 9 и 10 составили: по первоначальному проекту с использованием бетона класса В25 и арматуры класса А400 (AIII) на перекрытие — 43,4 т, на стены — 16,1 т. Итого — 59,5 т. После применения разработанного решения с использованием бетона класса В35 и арматуры класса А500 С расходы арматуры составили на перекрытие — 32,4 т, на стены — 12,2 т. Итого — 44,6 т. Общая экономия расхода бетона составила 42 м3 на один этаж, расхода арматуры 14,9 т (25,1 %) на один этаж по рабочей арматуре. Общая экономия стоимости материалов и стоимости работ — более 25 млн р.
По результатам выполненной корректировки раздела КЖ с 17-х этажей жилых домов № 9 и 10 в микрорайоне Бакалинский уменьшена толщина стен с 300 мм (по первоначальному проекту) до 200 мм с заменой класса бетона и рабочей арматуры, снижен вес зданий на несколько тысяч тонн.
В соответствии с применением разработанного технико-экономического решения предусмотрена замена класса арматуры с исходного AIII на высокопрочную А500 С при рациональном сочетании с модифицированными бетонами повышенной прочности. Применялась разработанная и зарегистрированная программа для ЭВМ: «Расчет эффективного расхода арматурной стали по критерию снижения стоимости для вариантного сечения изгибаемого элемента» [7].
Результаты работ по технико-экономическому обоснованию оптимального применения модифицированных бетонов повышенной прочности [8—14] и высокопрочной арматуры внедрены при строительстве 25-этажных жилых домов № 9 и 10 в микрорайоне Бакалинский в Кировском районе г. Уфы в период с октября 2009 г. по апрель 2010 г. Фактическое расхождение показателей между теоретическим технико-экономическим решением и реальными затратами материалов при строительстве составили: по бетону — в пределах 4,5 % и по арматуре — в пределах 6 %.
Предлагаемый разработанный и получивший широкое применение в Республике Башкортостан аналитический аппарат позволяет выявить рациональные области применения эффективных классов бетонов и арматурной стали в железобетонных элементах с технико-экономическим обоснованием на стадии проектирования и выполнить количественную оценку их эффективности, что особенно важно в выборе модифицированных бетонов и современной арматуры для строительства каркасно-монолитных объектов.
Библиографический список
1. Браун В. Расход арматуры в железобетонных элементах / пер. с немецкого В.Ф. Гончара. М. : Стройиздат, 1993. 144 с.
2. Shah S.P., Ahmad S.H. High Performance Concrete: Properties and Applications. McGraw-Hill, Inc., 1994, 403 p.
3. Balageas D., Fritzen C.P., Guemes A. Structural Health Monitoring. ISTE Ltd, London, 2006, 496 p.
4. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101—2003) / ЦНИИПромзданий, НИИЖБ. М. : ОАО «ЦНИИПромзданий», 2005. 214 с.
5. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити». Часть I / С.С. Каприелов, В.И. Травуш, Н.И. Карпенко, А.В. Шейнфельд и др. // Строительные материалы. 2006. № 10. С. 13—17.
6. Beddar M. Fiber Reinforced Concrete: Past, Present and Future // Науч. тр. 2-й Всероссийской (Междунар.) конф. по бетону и железобетону. М., 2005. Т. 3. С. 228—234.
7. Расчет эффективного расхода арматурной стали по критерию снижения стоимости для вариантного сечения изгибаемого элемента: Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011613497 / А.С. Салов, В.В. Бабков, Р.Р. Сахибгареев и др.; правообладатель ГОУ ВПО УГНТУ; заявл. 21.03.2011; зарег. 05.05.2011.
8. Использование бетонов и арматуры повышенной прочности в проектировании сборных и монолитных железобетонных конструкций / А.И. Бедов, В.В. Бабков, А.И. Габитов, А.С. Салов // Вестник МГСУ 2012. № 8. С. 76—84.
9. Овчинников И.И., Мигунов В.Н. Долговечность железобетонной балки в условиях хлоридной агрессии // Строительные материалы. 2012. № 9. С. 61—67.
10. Замалиев Ф.С. Экспериментальные исследования пространственной работы сталежелезобетонных конструкций // Вестник МГСУ 2012. № 12. С. 53—60.
11. Сеськин И.Е., Баранов А.С. Влияние суперпластификатора С-3 на формирование прочности прессованного бетона // Строительные материалы. 2013. № 1. С. 32—33.
12. Баженов Ю.М., Лукутцова Н.П., Карпиков Е.Г. Мелкозернистый бетон, модифицированный комплексной микродисперсной добавкой // Вестник МГСУ 2013. № 2. С. 94—100.
13. Андреев В.И., Барменкова Е.В. Расчет двухслойной плиты на упругом основании с учетом собственного веса // Computational Civil and Structural Engineering. 2010. Volume 6, Issue 1&2. С. 33—38.
14. Панибратов Ю.П., Секо Е.В., Балберов А.А. Экономическая оценка результатов энергосберегающих мероприятий в строительстве // Academia. Архитектура и строительство. 2012. № 2. C. 123—127.
Поступила в редакцию в июле 2013 г.
Об авторах: Бедов Анатолий Иванович — кандидат технических наук, профессор, профессор кафедры железобетонных и каменных конструкций, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected];
Бабков Вадим Васильевич — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных конструкций, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (ФГБОУ ВПО «УГНТУ»), г. Уфа, ул. Менделеева, д. 195, 8(347)228-22-00, [email protected];
Габитов Азат Исмагилович — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры строительных конструкций, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (ФГБОУ ВПО «УГНТУ»), г. Уфа, ул. Менделеева, д. 195, [email protected];
Сахибгареев Ринат Рашидович — доктор технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог и технологии строительного производства, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (ФГБОУ ВПО «УГНТУ»), г. Уфа, ул. Менделеева, д. 195, [email protected];
Салов Александр Сергеевич — кандидат технических наук, преподаватель кафедры автомобильных дорог и технологии строительного производства, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» (ФГБОУ ВПО «УГНТУ»), г. Уфа, ул. Менделеева, д. 195, [email protected].
Для цитирования: Монолитное строительство в Республике Башкортостан: от теории к практике / А.И. Бедов, В.В. Бабков, А.И. Габитов, Р.Р. Сахибгареев, А.С. Салов // Вестник МГСУ 2013. № 10. С. 110—121.
A.I. Bedov, V.V. Babkov, A.I. Gabitov, R.R. Sakhibgareev, A.S. Salov
MONOLITHIC CONSTRUCTION IN THE REPUBLIC OF BASHKORTOSTAN: FROM THEORY TO PRACTICE
In the article the dependences of concrete compression strength from fluidity of concrete and water cementitious ratio for non-modified and modified concrete with su-perplasticizing and organo-mineral admixtures are cited and analyzed. The problems of application efficiency assessment of concrete and reinforcing steel of high classes of strength in reinforced concrete elements are examined. Calculating algorithms are presented with the use of an economic-mathematical method, which allow to improve calculation and designing of a monolithic reinforced concrete framework. Results of the researches are applied in the process of designing some objects in Ufa. The article presents design solutions using concrete and reinforcing steel of higher strength classes.
The co-authors present the generalizing approach to the solution of the problems of optimized application of high-strength concrete and efficient armature classes in bend-able ferroconcrete elements. The decision is made by the criteria of reducing reinforced concrete and concrete consumption.
The methods of analysis offered and developed by the authors are widely used in the Republic of Bashkortostan and allow to reveal effective fields of application of the effective classes of concrete and reinforcement steel in reinforced concrete elements with evaluating expediency at the design stage and in order to estimate their efficiency. That is especially important in the process of choosing modified concrete and modern steel for building frame and monolithic structures.
Key words: the high-strength concrete, cement brick, monolithic construction, gird-erless concrete formwork, stress-strain state, bearing capacity of a floor slab floor loading capability, reinforced concrete elements, the Republic of Bashkortostan.
References
1. Braun V. Raskhod armatury v zhelezobetonnykh elementakh [Consumption Rate of Reinforcing Steel in Reinforced Concrete Elements]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1993, 144 p.
2. Shah S.P., Ahmad S.H. High Performance Concrete: Properties and Applications. McGraw-Hill, Inc., 1994, 403 p.
3. Balageas D., Fritzen C.P., Guemes A. Structural Health Monitoring. ISTE Ltd, London, 2006, 496 p.
4. Posobie po proektirovaniyu betonnykh i zhelezobetonnykh konstruktsiy iz tyazhelogo betona bez predvaritel'nogo napryazheniya armatury (k SP 52-101—2003) [Handbook of Design of Concrete and Reinforced Concrete Structures Made of Heavy Concrete without Pre-stressing of the Reinforcement (based on Construction Rules 52-101—2003)]. TsNIIPromz-daniy [Central Scientific and Research Institute of Industrial Buildings]. Moscow, 2005, 214 p.
5. Kaprielov S.S., Travush V.I., Karpenko N.I., Sheynfel'd A.V. and others. Modifitsirovan-nye betony novogo pokoleniya v sooruzheniyakh MMDTs «Moskva-Siti». Chast' I [New Generation of Modified Concrete in the Buildings of "Moscow-City". Part 1]. Stroitel'nye materialy [Building materials]. 2006, no. 10, pp. 13—17.
6. Beddar M. Fiber Reinforced Concrete: Past, Present and Future. Scientific works of the 2nd International Conference on Concrete and Reinforced Concrete. 2005, vol. 3. pp. 228—234.
7. Salov A.S., Babkov V.V., Sakhibgareev R.R. Raschet effektivnogo raskhoda armaturn-oy stali dlya variantnogo secheniya izgibaemogo zhelezobetonnogo elementa: Svidetel'stvo o gosudarstvennoy registratsii programmy dlya EVM № 2010610325 [Calculation of Efficient Consumption of Reinforcing Steel for Varying Sections of a Bendable Reinforced Concrete Element: Certificate of State Registration of Software Program no. 2010610325]. Right holder:
Ufa State Petroleum Technological University. Patent application filed: 17.11.2009; Patent registered: 11.01.2010.
8. Bedov A.I., Babkov V.V., Gabitov A.I., Salov A.S. Ispol'zovanie betonov i armatury povyshennoy prochnosti v proektirovanii sbornykh i monolitnykh zhelezobetonnykh kon-struktsiy [Use of Heavy Duty Concretes and Reinforcement in Design of Prefabricated and Monolithic Reinforced Concrete Structures]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 8, pp. 76—84.
9. Ovchinnikov I.I., Migunov V.N. Dolgovechnost' zhelezobetonnoy balki v usloviyakh khloridnoy agressii [Durability of a Reinforced Concrete Beam under Conditions of Chloride Aggression]. Stroitel'nye materialy [Building materials]. 2012, no. 9, pp. 61—67.
10. Eksperimental'nye issledovaniya prostranstvennoy raboty stalezhelezobetonnykh konstruktsiy [Experimental Research of Three-dimensional Performance of Composite Steel and Concrete Structures]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2012, no. 12, pp. 53—60.
11. Ses'kin I.E., Baranov A.S. Vliyanie superplastifikatora S-3 na formirovanie prochnosti pressovannogo betona [Influence of Superplasticizer C-3 on the Formation of the Pressed Concrete Strength]. Stroitel'nye materialy [Building materials]. 2013, no. 1, pp. 32—33.
12. Bazhenov Yu.M., Lukuttsova N.P., Karpikov E.G. Melkozernistyy beton, modifit-sirovannyy kompleksnoy mikrodispersnoy dobavkoy [Fine-grained Concrete Modified by Integrated Mikro-dispersive Additive]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 2, pp. 94—100.
13. Andreev V.I., Barmenkova E.V. Raschet dvukhsloynoy plity na uprugom osnovanii s uchetom sobstvennogo vesa [Calculation of a Two-layer Slab Bending on an Elastic Basis with Consideration of Dead Weight]. Computational Civil and Structural Engineering. 2010, vol. 6, no. 1—2, pp. 33—38.
14. Panibratov Yu.P., Seko E.V., Balberov A.A. Ekonomicheskaya otsenka rezul'tatov energosberegayushchikh meropriyatiy v stroitel'stve [Economic Evaluation of Energy Saving Measures in Construction]. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo [Architecture and Construction]. 2012, no. 2, pp. 123—127.
About the authors: Bedov Anatoliy Ivanovich — Candidate of Technical Sciences, Professor, Department of Concrete and Reinforced Concrete Structures, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; [email protected]; +7 (499) 287-49-19, ext. 30-36;
Babkov Vadim Vasil'evich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Building Structures, Ufa State Petroleum Technological University (UGNTU), Office 225, 195 Mendeleeva St., Ufa, 450062, Russian Federation; +7 (347) 228-22-00; babkov.2013@ list.ru;
Gabitov Azat Ismagilovich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Building Structures, Ufa State Petroleum Technological University (UGNTU), Office 225, 195 Mendeleeva St., Ufa, 450062, Russian Federation; +7 (347) 228-22-00; [email protected];
Sakhibgareev Rinat Rashidovich — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Building Structures, Ufa State Petroleum Technological University (UGNTU), Office 225, 195 Mendeleeva St., Ufa, 450062, Russian Federation; +7 (347) 22822-00; [email protected];
Salov Aleksandr Sergeevich — Candidate of Technical Sciences, Lecturer, Department of Building Structures, Ufa State Petroleum Technological University (USPTU), Office 225, 195 Mendeleeva St., Ufa, 450062, Russian Federation, [email protected], +7 (347) 228-22-00.
For citation: Bedov A.I., Babkov V.V., Gabitov A.I., Sakhibgareev R.R., Salov A.S. Mono-litnoe stroitel'stvo v Respublike Bashkortostan: ot teorii k praktike [Monolithic Construction in the Republic of Bashkorostan: from Theory to Practice]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 10, pp. 110—121.
