Цель

vestnikcstroy

Вестник НИЦ «Строительство»

Bulletin of Science and Research Center of Construction

2224-94942782-3938

АО «НИЦ «Строительство»

10.37538/2224-9494-2024-1(40)-92-104

NIYJLR

vestnikcstroy-374

Research Article

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

BUILDING MATERIALS AND PRODUCTS

Модифицированные бетоны: реальность и перспективы

Modified concrete: reality and prospects

Каприелов

С. С.

Kaprielov

S. S.

Семен Суренович Каприелов, д-р техн. наук, заведующий лабораторией № 16

2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация

тел.: +7 (499) 171-05-73

Semyon S. Kaprielov, Dr. Sci. (Engineering), Head of Laboratory No. 16

2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation

tel.: +7 (499) 171-05-73

kaprielov@masterbeton-mb.ru

Шейнфельд

А. В.

Sheynfeld

A. V.

Андрей Владимирович Шейнфельд, д-р техн. наук, заместитель заведующего лабораторией № 16

2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация

тел.: +7 (499) 174-76-35

Andrey V. Sheynfeld, Dr. Sci. (Engineering), Deputy Head of Laboratory No. 16

2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation

tel.: +7 (499) 174-76-35

sheynfeld@masterbeton-mb.ru

Чилин

И. А.

Chilin

I. A.

Игорь Анатольевич Чилин, инженер, научный сотрудник лаборатории № 16

2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация

тел.: +7 (499) 174-76-06

Igor A. Chilin, Engineer, Researcher of Laboratory No. 16

2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation

tel.: +7 (499) 174-76-06

chilin@masterbeton-mb.ru

Дондуков

В. Г.

Dondukov

V. G.

Виктор Геннадиевич Дондуков, инженер, научный сотрудник лаборатории № 16

2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация

тел.: +7 (499) 174-76-06

Viktor G. Dondukov, Engineer, Researcher of Laboratory No. 16

2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation

tel.: +7 (499) 174-76-06

dondukov@masterbeton-mb.ru

Селютин

Н. М.

Selyutin

N. M.

Никита Михайлович Селютин, инженер, научный сотрудник лаборатории № 16

2-я Институтская ул., д. 6, к. 5, г. Москва, 109428, Российская Федерация

тел.: +7 (499) 174-76-06

Nikita M. Selyutin, Engineer, Researcher of Laboratory No. 16

2nd Institutskaya str., 6, bld. 5, Moscow, 109428, Russian Federation

tel.: +7 (499) 174-76-06

selyutin@masterbeton-mb.ru

Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»РоссияResearch Institute of Concrete and Reinforced Concrete named after A.A. Gvozdev, JSC Research Center of ConstructionRussian Federation

2024

26032024

40192104

2024

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Чилин И.А., Дондуков В.Г., Селютин Н.М.

Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V., Chilin I.A., Dondukov V.G., Selyutin N.M.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://vestnik.cstroy.ru/jour/article/view/374

Цель

Цель: показать анализ тенденций мирового развития за последние 30 лет и определить современные задачи технологии бетонов.

Реальность

Реальность. Приведены новые понятия и термины, которые характеризуют уровень современной науки и технологии бетона в мире. Показано, что выпускаемые в промышленном масштабе уникальные по составу, форме и технологичности комплексные органоминеральные модификаторы позволили за короткий срок организовать в России массовое производство бетонов с высокими эксплуатационными свойствами объемом около 5 млн м3. Представлены примеры возведения конструкций уникальных сооружений из новых модифицированных бетонов: высотных зданий, спортивных сооружений, мостов, путепроводов, тоннелей и др.

Перспективы

Перспективы. Сформулированы задачи развития технологии бетонов в РФ: разработка и улучшение физико-технических характеристик бетонов; широкое использование крупнотоннажных техногенных отходов в производстве бетонных смесей; актуализация и разработка новых нормативных документов по расчету, проектированию и возведению современных конструкций и сооружений, обладающих высокой эксплуатационной надежностью, долговечностью и эстетическими свойствами.

Вывод

Вывод. Показано, что уровень развития технологии бетона в России соответствует мировым достижениям.

Aim

Aim. To review the history of concrete technology over the past 30 years and to analyze current trends in the field.

Reality

Reality. New concepts and terms that manifest the level of modern science in the field of concrete technology are given. It is shown that the use of complex organomineral modifiers produced on an industrial scale, which are characterized by unique compositions, forms, and processability, allowed Russia to organize promptly mass production of concrete with high performance properties in the amount of about 5 million m3. Examples of construction of unique structures from new modified concretes are presented. The list of such structures includes high-rise buildings, sports facilities, bridges, overpasses, tunnels, etc.

Prospects

Prospects. Priority tasks for further development of concrete technology in Russia have been formulated. Among them are the development and improvement of physical and technical characteristics of concretes; extended use of large-tonnage technogenic wastes in production of concrete mixtures; updating and development of new normative documents for calculation, design, and erection of modern structures with high operational reliability, durability, and aesthetic properties.

модифицированные бетоныбетоны с высокими эксплуатационными свойствамивысокопрочные бетонысамоуплотняющиеся бетоныпорошковые бетонысталефибробетоныособотяжелые бетоныбетоны высокой коррозионной стойкостибетоны с компенсированной усадкой

modified concretehigh-performance concretehigh-strength concreteself-compacting concretereactive powder concretefiber-reinforced concreteheavy-weight concretehigh-corrosion resistance concreteshrinkage compensated concrete

References1

Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. Москва: Технопроект; 1998.

Batrakov V.G. Modified Concrete. Theory and Practice. Moscow: Texnoproekt Publ.; 1998. (In Russian).

Каприелов С.С. Общие закономерности формирования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов. Бетон и железобетон. 1995;(4):16–20.

Kaprielov S.S. General patterns of formation of the structure of cement stone and concrete with the addition

Рамачандран В.С., Фельдман Р.Ф., Колепарди М., Мальхотра В.М., Долч В.Л., Мехта П.К., и др. Добавки в бетон. Справочное пособие. Москва: Стройиздат; 1998.

of ultrafine materials. Beton i Zhelezobeton = Concrete and Reinforced Concrete. 1995;(4):16–20. (In Russian).

Malhotra V.V. Innovative Applications of Superplasticizers in Concrete – A Review. In: Cabrera J.G., RiveraVillarreal R., eds. The Role of Admixtures in High Performance Concrete. Proceeding of the International Symposuim. RILEM Publications; 1997, pp. 421–460.

Ramachandran V.S., Feldman R.F., Colepardi M., Malhotra V.M., Dolch V.L., Mehta P.K., et al. Additives in concrete. A reference guide. Moscow: Stroyizdat; 1998.

Mather B. Concrete. In: Neville A.M., Malhotra V.M., eds. Adam Neville Symposium on Concrete Technology. American Concrete Institute, Canada Centre for Mineral and Energy Technology, CANMET/ACI International Symposium. Las Vegas, USA; 1995, pp. 1–9.

Malhotra V.V. Innovative Applications of Superplasticizers in Concrete – A Review. In: Cabrera J.G., Rivera-Villarreal R., eds. The Role of Admixtures in High Performance Concrete. Proceeding of the International Symposuim. RILEM Publications; 1997, pp. 421–460.

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Киселева Ю.А., Пригоженко О.В. Новые бетоны и технологии в конструкциях высотных зданий. Высотные здания. 2007;(5):94–101.

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С. Новые модифицированные бетоны. Москва: Парадиз; 2010.

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Kardumyan G.S., Kiselyova Yu.A., Prigozhenko O.V. New Concretes and Technologies in Structures of Tall Buildings. Vysotnye Zdaniya = Tall Buildings. 2007;(5):94–101. (In Russian).

Шейнфельд А.В. Особенности формирования иерархической микро- и наноструктуры цементных систем с комплексными органоминеральными модификаторами. Бетон и железобетон. 2016;(2):16–21.

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Kardumyan G.S. New Modifiered Concretes. Moscow: Paradiz Publ.; 2010. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В. Некоторые особенности механизма действия органоминеральных модификаторов на цементные системы. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2017;(1):40–47.

Sheinfeld A.V. Features of the formation of a hierarchical micro- and nanostructure of cement systems with complex organo-mineral modifiers. Beton i Zhelezobeton = Concrete and Reinforced Concrete. 2016;(2):16–21. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Дондуков В.Г. Цементы и добавки для производства высокопрочных бетонов. Строительные материалы. 2017;(11):4–10.

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V. Some Features of Organic-Mineral Modifiers Action on Cement Sistems. Seismostoikoe Stroitel`stvo. Bezopasnost` sooruzhenii = Earthquake engineering. Constructions safety. 2017;(1):40–47. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Дондуков В.Г. Модифицированные высокопрочные мелкозернистые бетоны с улучшенными деформативными характеристиками. Бетон и железобетон. 2006;(2):2–7.

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Dondukov V.G. Cements and additives for the production of high-strength concrete. Stroitel`nye materialy = Construction Materials. 2017;(11):4–10. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Карпенко Н.И., Кузнецов Е.Н. Влияние органоминерального модификатора МБ-50С на структуру и деформативность цементного камня и высокопрочного бетона. Бетон и железобетон. 2003;(3):2–7.

Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V., Kardumyan G.S., Dondukov V.G. Modified high-strength fine-grained concrete with improved deformation characteristics. Beton i Zhelezobeton = Concrete and Reinforced Concrete. 2006;(2):2–7. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Чилин И.А. О подборе составов высококачественных бетонов с органоминеральными модификаторами. Строительные материалы. 2017;(12):58–63.

Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V., Karpenko N.I., Kuznetsov E.N. Influence of the organomineral modifier MB-50C on the structure and deformability of cement stone and high-strength concrete. Beton i Zhelezobeton = Concrete and Reinforced Concrete. 2003;(3):2–7. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Киселева Ю.А. Особенности системы контроля качества высокопрочных бетонов. Строительные материалы. 2012;(2):63–67.

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Kardumyan G.S., Chilin I.A. On the selection of compositions of high-quality concretes with organo-mineral modifiеrs. Stroitel`nye materialy = Construction Materials. 2017;(12):58–63. (In Russian).

ГОСТ 31914-2012. Бетоны высокопрочные тяжелые и мелкозернистые для монолитных конструкций. Правила контроля и оценки качества. Москва: Стандартинформ; 2014.

Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V., Features of the quality control system for high-strength concrete. Stroitel`nye materialy = Construction Materials. 2012;(2):63–67. (In Russian).

ГОСТ Р 56178-2014. Модификаторы органо-минеральные типа МБ для бетонов, строительных растворов и сухих смесей. Технические условия. Москва: Стандартинформ; 2015.

State Standard 31914-2012. High-strength heavy-weight and fine-grane concretes for situ-casting structures. Rules for control and quality assessment. Moscow: Standartinform Publ.; 2014. (In Russian).

ГОСТ Р 58894-2020. Микрокремнезем конденсированный для бетонов и строительных растворов. Технические условия. Москва: Стандартинформ; 2020.

State Standard R 56178-2014. Modifiers of organic-mineral origin of MB type for concretes, mortars and dry mixes. Specifications. Moscow: Standartinform Publ.; 2015. (In Russian).

ГОСТ Р 59536-2021. Метакаолин для бетонов и строительных растворов. Технические условия. Москва: Стандартинформ; 2021.

State Standard R 58894-2020. Silica fume for concretes and mortars. Specifications. Moscow: Standartinform Publ.; 2020. (In Russian).

ГОСТ Р 59535-2021. Бетоны тяжелые и мелкозернистые, дисперсно-армированные стальной фиброй. Технические условия. Москва: Стандартинформ; 2021.

State Standard R 59536-2021. Metakaolin for concretes and mortars. Specifications. Moscow: Standartinform Publ.; 2021. (In Russian).

ГОСТ Р 59714-2021. Смеси бетонные самоуплотняющиеся. Технические условия. Москва: Российский институт стандартизации; 2021.

State Standard R 59535-2021. Heavy-weight and fine-grained dispersed-reinforced concretes with steel fiber. Specifications. Moscow: Standartinform Publ.; 2021. (In Russian).

ГОСТ Р 59715-2022. Смеси бетонные самоуплотняющиеся. Методы испытаний. Москва: Российский институт стандартизации; 2022.

State Standard R 59714-2021. Self-compacting concrete mixtures. Specifications. Moscow: Russian Standardization Institute; 2021. (In Russian).

СП 63.13330.2018. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Москва: Стандартинформ; 2019.

State Standard R 59715-2022. Self-compacting fresh concrete. Methods of testing. Moscow: Russian Standardization Institute; 2022. (In Russian).

СП 311.1325800.2017. Бетонные и железобетонные конструкции из высокопрочных бетонов. Правила проектирования. Москва: Стандартинформ; 2018.

SP 63.13330.2018. Concrete and reinforced concrete structures. General provisions. Moscow: Standartinform Publ.; 2019. (In Russian).

СП 28.13330.2017. Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85 [интернет]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/456069587

SP 311.1325800.2017. High strength concrete and reinforced high strength concrete structures. Design guidline. Moscow: Standartinform Publ.; 2018. (In Russian).

СП 412.1325800.2018. Конструкции фундаментов высотных зданий и сооружений. Правила производства работ. Москва: Стандартинформ; 2019.

SP 28.13330.2017. Protection against corrosion of construction. Updated version of SNiP 2.03.11-85 [internet]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/456069587 (In Russian).

СП 250.1325800.2016. Здания и сооружения. Защита от подземных вод. [интернет]. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200138448

SP 412.1325800.2018. Design of foundations of high-rise buildings and structures. Work rules. Moscow: Standartinform Publ.; 2019. (In Russian).

Карпенко Н.И., Каприелов С.С., Кузнецов Е.Н., Шейнфельд А.В., Безгодов И.В. Меры ползучести высокопрочных бетонов на основе МБ. Вестник отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 2004;(8):203–214.

SP 250.1325800.2016. Building and structures. Protection against groundwater [internet]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200138448 (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Карпенко Н.И., Кузнецов Е.Н. О регулировании модуля упругости и ползучести высокопрочных бетонов с модификатором МБ-50С. Бетон и железобетон. 2003;(6):8–12.

Karpenko N.I., Kaprielov S.S., Kuznetsov E.N., Sheinfeld A.V., Bezgodov I.M. Creep measures for high-strength concretes based on MB. Vestnik otdeleniya stroitel’nykh nauk Rossiiskoi akademii arkhitektury i stroitel’nykh nauk. 2004;(8):203–214. (In Russian).

Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V., Chilin I.A., Bezgodov I.M. Properties of Ultra-High-Strength Self-Compacting Fiber-Reinforced Concrete. In: SP-326: Durability and Sustainability of Concrete Structures (DSCS-2018). Moscow, Russia, June 6-7, 2018, pp. 60.1–60.7. https://doi.org/10.14359/51711043

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Karpenko N.I., Kuznetsov E.N. On the regulation of the modulus of elasticity and creep of high-strength concrete with the MB-50C modifier. Beton i Zhelezobeton = Concrete and Reinforced Concrete. 2003;(6):8–12. (In Russian).

Kaprielov S., Sheynfeld A., Selyutin N. Control of heavy concrete characteristics affecting structural stiffness. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022;18(1):24–39. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-1-24-39

Bezgodov I., Kaprielov S., Sheynfeld A. Relationship between strength and deformation characteristics of high-strength self-comacting concrete. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022;18(2):175–183. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-175-183

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Селютин Н.М. Самоуплотняющийся высокопрочный керамзитобетон классов В50–В65 – новое поколение легких бетонов для конструкций высотных зданий. Строительные материалы. 2023;(4):42–50. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-42-50

Шейнфельд А.В. Органоминеральные модификаторы как фактор, повышающий долговечность железобетонных конструкций. Бетон и железобетон. 2014;(3):16–21.

Kaprielov S.S., Sheynfeld A.V., Selyutin N.M. Self-compacting high-strength expanded clay concrete of classes B50–B65 – a new generation of expanded clay concrete for structures of high-rise buildings. Stroitel`nye materialy = Construction materials. 2023;(4):42–50. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-812-4-42-50

Каприелов С.С, Травуш В.И., Шейнфельд А.В., Карпенко Н.И., Кардумян Г.С., Киселева Ю.А., Пригоженко О.В. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити». Строительные материалы. 2006;(10):8–12.

Sheynfeld A.V. Organomineral modifiers as a factor that increases the durability of reinforced concrete structures. Beton i Zhelezobeton = Concrete and Reinforced Concrete. 2014;(3):16–21. (In Russian).

Каприелов С.С, Травуш В.И., Карпенко Н.И., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Киселева Ю.А., Пригоженко О.В. Модифицированные высокопрочные бетоны классов В80 и В90 в монолитных конструкциях. Строительные материалы. 2008;(3):9–13.

Kaprielov S.S., Travush V.I., Sheinfeld A.V., Karpenko N.I., Kardumyan G.S., Kiselyova Yu.A., Prigozhenko O.V. Modifiered Concretes of a New Generation in Buildings of «Moscow city». Stroitel`nye materialy = Construction Materials. 2006;(10):8–12. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Аль-Омаис Д., Зайцев А.С. Опыт производства и контроля качества высокопрочных бетонов на строительстве высотного комплекса «ОКО» в ММДЦ «Москва-Сити». Промышленное и гражданское строительство. 2018;(1):18–24.

Kaprielov S.S., Travush V.I., Karpenko N.I., Sheinfeld A.V., Kardumyan G.S., Kiseleva Yu.A., Prigozhenko O.V. Modified high-strength concretes of classes B80 and B90 in monolithic structures. Stroitel`nye materialy = Construction Materials. 2008;(3):9–13. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Аль-Омаис Д., Зайцев А.С., Амиров Р.А. Технология возведения конструкций каркасов высотных зданий из высокопрочных бетонов классов В60–В100. Вестник НИЦ «Строительство». 2022;33(2):106–121. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-2(33)-106-121

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Al Omais D., Zaitsev A.S. Experience in the Production and Quality Control of High-Strength Concrete in Construction of Tall Buildings Complex «УKO” in “Moscow City» Business Center. Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitelstvo = Industrial And Civil Engineering. 2018;(1):18–24. (In Russian).

Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Чилин И.А. Оптимизация параметров технологии бетона для обеспечения термической трещиностойкости массивных фундаментов. Строительные материалы. 2022;(10):41–51. https://doi.org/10.31659/0585-403Х-2022-807-10-41-51

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Al Omais Dzh., Zaitsev A.S., Amirov R.A. A technology of erecting high-rise building frame structures using B60-B100 classes high-strength concretes. Vestnik NIC Stroitel’stvo = Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2022;33(2):106–121. (In Russian). https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-2(33)-106-121

Kaprielov S.S., Sheinfeld A.V., Chilin I.A. Optimization of technology parameters to ensure thermal crack resistance of massive foundations. Stroitel`nye materialy = Construction Materials. 2022;(10):41–51. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-403Х-2022-807-10-41-51

The authors declare that there are no conflicts of interest present.