Cамоуплотняющийся бетон для гидроизоляции плоских кровель зданий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат наук Богданов Руслан Равильевич

• Богданов Руслан Равильевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Богданов Руслан Равильевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Проблема повышения эксплуатационных свойств гидроизоляционных покрытий плоских крыш

1.2. Опыт применения бетона в конструкциях крыш зданий в качестве замены кровельной гидроизоляции. Основные требования, предъявляемые к бетону

1.3. Концепция получения самоуплотняющегося бетона с высокими эксплуатационными характеристиками. Основные требования к СУБ. Влияние модифицирующих добавок и комплексных модификаторов на свойства цементного камня и

бетона

1.3.1. Суперпластификаторы

1.3.2 Гидрофобизаторы

1.3.3. Активные минеральные добавки

1.3.4. Опыт применения комплексных модификаторов

1.3.5. Дисперсное армирование бетонов

1.3.6. Реологические свойства СУБ и методы определения основных реологических харктеристик

1.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ И МЕТОДОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Характеристика материалов

2.1.1. Портландцемент

2.1.2. Крупный заполнитель

2.1.3. Мелкий заполнитель

2.1.4. Активные минеральные добавки

2.1.5. Химические добавки

2.1.5.1. Пластифицирующие добавки

2.1.5.2. Гидрофобизаторы

2.1.6. Дисперсное армирование

2.1.7. Вода

2.2. Методы экспериментальных исследований

2.2.1. Определение физико-механических свойств цементного камня, раствора, бетонной смеси и бетона

2.2.2. Физико-химические исследования состава и структуры модифицированного цементного камня

2.3. Статистическая обработка экспериментальных данных. Метод математического планирования эксперимента

3. ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ И ОПТИМИЗАЦИЯ

СОСТАВА КОМПЛЕКСНОГО МОДИФИКАТОРА

3.1. Исследование влияния гипер- и суперпластификаторов, кремнийорганических соединений на водопотребность и сроки схватывания цементного теста

3.2. Исследование влияния суперпластификаторов и кремнийорганических соединений на кинетику тепловыделения и контракции цементного теста

3.3. Исследование влияния суперпластификаторов и кремнийорганических соединений на физико-технические свойства цементного камня и мелкозернистого бетона

3.4. Оптимизация состава комплексного модификатора

ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРАТАЦИИ, СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ С КОМПЛЕКСНЫМ МОДИФИКАТОРОМ

4.1. Водопотребность, сроки схватывания, вязкость цементного теста и прочность модифицированного цементного камня

4.2. Влияние комплексного модификатора и его компонентов на процессы гидратации цемента

4.3. Структурообразование модифицированного цементного теста

и камня

4.4. Особенности формирования фазового состава гидратных

новообразований в модифицированном цементном камне

ВЫВОДЫ ПО 4 ГЛАВЕ

5. РАЗРАБОТКА СОСТАВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ САМОУПЛОТНЯЮЩЕГОСЯ БЕТОНА

5.1. Разработка состава СУБ

5.1.1. Оптимизация фракционного состава заполнителей

5.1.2. Разработка состава самоуплотняющегося бетона

5.2. Исследование влияния вида дисперсного армирования и его количества на физико-технические свойства мелкозернистого бетона

5.3. Определение оптимального содержания металлического и полипропиленового волокна в составе СУБ

5.4. Технологические свойства модифицированной самоуплотняющейся бетонной смеси

5.5. Физико-механические свойства модифицированного СУБ ... 146 5.6 Основные показатели долговечности цементного камня и

СУБ

5.6.1. Влияние комплексного модификатора на коррозионную

стойкость цементного камня

ВЫВОДЫ ПО 5 ГЛАВЕ

6. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛОСКОЙ КРОВЛИ С ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫМ СЛОЕМ ИЗ СУБ

6.1. Конструкция плоской кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ

6.2. Технология приготовления модифицированной СУБ и технология устройства безрулонной кровли

6.3. Технико-экономическая эффективность безрулонной кровли с гидроизоляционным слоем из модифицированного СУБ

6.4. Опытно-промышленная апробация устройства плоской

кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ

ВЫВОДЫ ПО 6 ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение

Приложение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Основным материалом, используемым в настоящее время при устройстве гидроизоляции плоских кровель зданий, является рулонная наплавляемая изоляция, также применяют битум-полимерные мастики, ПВХ (ТПО, ЭПДМ) мембраны, жидкую резину. Безрулонные железобетонные кровли на сегодняшний день практически не устраиваются, хотя по многим показателям они превосходят кровли с гидроизоляцией из рулонных изоляционных материалов и битумных мастик. В частности, срок службы безрулонных железобетонных кровель, как показывает отечественный и зарубежный опыт эксплуатации, составляет не менее 30 лет, тогда как изоляция из битумных материалов уже через 3-4 года после устройства требует постоянного ухода и ремонта.

Известен положительный зарубежный и отечественный опыт применения кровли из тяжелого бетона при устройстве кровель из заводских панелей. Бетонные крыши для гражданского строительства впервые появились в 1925 г. на территории бывшей Чехословакии и Австрии. Они представляли собой крупные железобетонные панели, изготовленные из высококачественного плотного бетона, и даже после 20 лет эксплуатации оказались в хорошем состоянии. Также железобетонные панели из водонепроницаемого бетона применялись в Германии. С 1980 г. в Новосибирске, Екатеринбурге и других городах бывшего СССР было построено более 3 млн. кв.м. железобетонных безрулонных кровель. Данный опыт показал, что основными проблемами при эксплуатации кровли являются следующие недостатки бетона: низкая плотность, морозостойкость, высокое водопоглощение. В конце 80-х применение данного типа кровель прекращено ввиду снижения объемов типового индустриального строительства.

С целью расширения спектра использования плоских безрулонных кровель из бетона необходимо не только ограничиваться лишь конструкцией кровельных панелей, но и использовать монолитный гидроизоляционный бетон в традиционной конструкции мягкой кровли, заменяя при этом им слой стяжки и гидроизоляционного материала. Сокращение трудозатрат и уменьшение сроков производства работ при сохранении высокого качества возможно за счет применения самоуплотняющегося бетона (СУБ). Применение СУБ позволит отказаться от виброуплотнения без снижения качества получаемого бетона, снизить трудозатраты при укладке бетонной смеси за счет ее высокой подвижности и удобоукладываемости. При этом остаются нерешенными вопросы укладки самоуплотняющейся бетонной смеси на кровлю с уклоном до 4% и повышения эксплуатационных характеристик бетона. Решение ряда задач регулирования реотехнологических параметров СУБ, направленного структурообразования, повышения плотности, морозостойкости, водонепроницаемости, снижения трещинообразования и усадки самоуплотняющихся бетонов для плоских кровель имеет актуальное значение в современном строительстве.

Степень разработанности темы

Опыт проектирования, строительства и эксплуатации безрулонных железобетонных кровель изложен работа В.В. Домнина, Е.И. Кричевской, Б.И. Штеймана, И.И. Штейна, E. Treff и др. Однако в данных работах отсутствуют примеры применения монолитных безрулонных кровель.

Теоретические и технологические основы повышения физико -механических и эксплуатационных свойств бетонов, в том числе самоуплотняющихся бетонов, а также вопросы модифицирования бетонов химическими добавками, активными минеральными и их комплексами, различными видами армирующих волокон изложены в работах Ю.М. Баженова, В.Г. Батракова, В.В. Бабкова, В.А. Войтовича, Л.И. Дворкина, В.С. Изотова, В.И. Калашникова, С.С. Каприелова, Л.Я. Крамар, М.О. Коровкина, В.С. Лесовика, И.В. Недосеко, Т.А. Низиной,

Ю.В. Пухаренко, Ф.Н. Рабиновича, В.С. Рамчандрана, Р.З. Рахимова, В.Б. Ратинова, Т.И. Розенберг, А.В. Ушеров-Маршака, В.Р. Фаликмана, В.Г. Хозина, А.В. Шейндфельда, Г.И. Яковлева и др. Анализ зарубежных публикаций и изобретений позволил выделить следующих ученых в области СУБ: H. Okamura, M. Ouchi, O.H. Wallevik, W. Brameshuber, Kim-Hong - Sam, S.T. Lee, S. Wild и др., занимавшихся разработкой составов СУБ, а также изучением их свойств. Однако, остаются открытыми теоретические и технологические аспекты устройства СУБ для гидроизоляции плоских кровель. Отсутствуют данные о необходимых реологических параметрах бетонной смеси в зависимости от уклона кровли с целью ее укладки и проектировании бетонной смеси для гидроизоляции плоских кровель.

Цель работы и задачи исследований

Целью диссертационной работы является разработка самоуплотняющегося бетона с высокой плотностью, морозостойкостью, низким трещинообразованием и усадкой для устройства гидроизоляции плоской кровли зданий.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:

1. Определить требования, которым должен удовлетворять СУБ для гидроизоляции плоских кровель зданий с учетом условий эксплуатации и технологии устройства кровли.

2. Разработать комплексный модификатор с целью повышения прочности и долговечности самоуплотняющегося бетона.

3. Изучить влияние комплексного модификатора и его компонентов на реологические свойства цементного теста, процессы гидратации, структурообразования и свойства цементного камня.

4. Определить граничные условия и соответствующие им реотехнологические свойства СУБ при которых возможно устройство плоской кровли с уклоном до 4%.

5. Разработать состав самоуплотняющегося бетона для гидроизоляции плоской кровли, в том числе определить фракционный состав заполнителей при условии достижения максимальной насыпной плотности и плотности упаковки частиц.

6. Определить наиболее эффективный вид и содержание дисперсного армирования СУБ с целью снижения трещинообразования и усадки. Определить основные технологические свойства самоуплотняющейся бетонной смеси, основные показатели долговечности и физико-механические свойства разработанного СУБ.

7. Разработать конструкцию и технологию устройства безрулонной плоской кровли с гидроизоляционным покрытием из слоя СУБ.

8. Провести опытно-промышленную апробацию устройства кровли здания с применением разработанного СУБ и оценить технико -экономическую эффективность данного решения.

Научная новизна работы

1. Установлено, что введение комплексного модификатора в СУБ приводит к повышению степени дисперсности образующихся кристаллогидратов, увеличению их удельной поверхности на 25%, что способствует их локальному концентрированию в дефектных областях цементного камня, в его капиллярных порах и соответственно приводит к эффекту упрочнения цементного камня, повышению его плотности с соответствующим положительным изменениям его физико-технических свойств.

2. Выявлено межмолекулярное взаимодействие активной карбоксильной группы -СООН эфира поликарбоксилата с алкилсиликонатом калия, имеющим тип связи -Si-O-K, что приводит к синергизму влияния компонентов комплексного модификатора и позволяет повысить его водоредуцирующее действие на 12%, увеличить сохраняемость бетонной смеси (1,7-2 раза), морозостойкость (до F600) и прочность (до B50) СУБ.

3. Установлено, что действие комплексного модификатора на основе метакаолина, эфира поликарбоксилата и алкилсиликоната калия способствует нейтрализации внутриструктурных напряжений, росту прочности цементного камня в 1,5 раза и плотности на 15 %, и обусловлено замедлением кинетики гидратации, проявляющимся в снижении степени гидратации на 12% и большем содержании исходных фаз цементного клинкера на 43%, а также кристаллизацией эттрингита преимущественно в порах и трещинах.

Теоретическая и практическая значимость работы

Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения самоуплотняющегося бетона для применения в качестве гидроизоляционного слоя плоских кровель зданий.

Установлены интервалы реотехнологических параметров (подвижность, предельное напряжение сдвига, вязкость) обеспечивающие укладку самоуплотняющейся бетонной смеси слоем равной толщины на кровле с уклоном до 4%. Нижняя граница реотехнологических параметров обусловлена содержанием металлического волокна, при увеличении которого снижается подвижность и повышается напряжение сдвига, а верхняя граница - содержанием полипропиленового волокна и метакаолина, при увеличении которых повышается вязкость.

Расширены представления о процессах гидратации цементного камня в присутствии разработанного комплексного модификатора на основе эфира поликарбоксилата, алкилсиликоната калия и метакаолина.

Выявлены закономерности и установлено влияние плотности упаковки заполнителей, интервалов содержания компонентов комплексного модификатора, вида и количества фибрового армирования на плотность, морозостойкость, водопоглощение, прочность при изгибе, трещиностойкость СУБ.

Разработан состав СУБ на портландцементе класса ЦЕМ П/А-К 32,5Б, с комплексным модификатором и полидисперсным армированием,

обладающий высокими физико-механическими характеристиками (класс прочности при сжатии В50, морозостойкость F600, водонепроницаемость W16), высокой коррозионной стойкостью, низким трещинообразованием и усадкой.

Предложена конструкция кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ. Техническая новизна полученных решений подтверждена патентами РФ на полезную модель и изобретение.

Методология и методы исследования

Методологической основой диссертационного исследования являются современные теоретические и технологические основы повышения физико -механических и эксплуатационных свойств бетонов. Экспериментальные исследования выполнялись по стандартным методам, приведенным в соответствующих ГОСТ и общепринятым физико-механическим и физико-химическим методам оценки свойств материалов. Оптимизация состава комплексного модификатора, состава смеси заполнителей СУБ и содержания дисперсного армирования выполнена с использованием метода математического планирования эксперимента. При исследовании фазового состава цементного камня применялся комплекс методов электронной микроскопии, дифференциально термического, рентгенофазового анализов, а также ИК-спектроскопии.

Положения, выносимые на защиту

1. Результаты исследований по оптимизации состава комплексного модификатора для СУБ с целью повышения его плотности, прочности, морозостойкости и водонепроницаемости.

2. Результаты исследований полидисперсного армирования в составе СУБ с целью повышения его предела прочности при изгибе и сжатии, а также трещиностойкости.

3. Результаты оптических, дифференциально-термических, рентгеноструктурных и инфракрасно-спектроскопических исследований структуры цементного камня с комплексным модификатором.

4. Результаты определения реологических параметров цементного теста в зависимости от содержания компонентов комплексного модификатора, СУБ в зависимости от подвижности и уклона кровли.

5. Результаты определения физико -механических характеристик, морозостойкости и коррозионной стойкости разработанного СУБ.

6. Конструкция, технология и апробация устройства плоской кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ.

Степень достоверности результатов

Достоверность научных результатов, полученных в диссертации, обеспечивается комплексом современных методов исследований, выполненных на сертифицированном оборудовании, необходимым количеством повторных испытаний и статистической обработкой экспериментальных данных, сопоставлением результатов, полученных разными методами, а также их сравнением с результатами, полученными отечественными и зарубежными авторами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Cамоуплотняющийся бетон для гидроизоляции плоских кровель зданий»

Апробация работы

Основные результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на республиканских научных конференциях по проблемам архитектуры и строительства (Казань: КГАСУ, 2013-2019); на научно-практической конференции, проводимой в рамках Конкурса на соискание именных стипендий Мэра г.Казани (Казань, 2013, 2014); на VIII Академических чтениях РААСН-международной научно-технической конференции «Механика разрушения строительных материалов и конструкций» (Казань: КГАСУ, 2014); на IV и V Международном семинаре -конкурсе молодых ученых и аспирантов, работающих в области вяжущих веществ, бетонов и сухих смесей (Москва: Экспоцентр, 2013, 2015); на Международной НТК «Высокопрочные цементные бетоны: технологии, конструкции, экономика (ВПБ-2016)» (Казань: КГАСУ, 2016), 16-ой Всероссийской молодежной научно-технической конференции "ИДЕЛЬ-16" в области естественных наук (Казань, 2018).

Область исследования по паспорту специальности 05.23.05 Строительные материалы и изделия п.1 «Разработка теоретических основ получения различных строительных материалов с заданным комплексом эксплуатационных свойств».

Внедрение результатов исследования

Проведена опытно - промышленная апробация устройства кровли здания на территории ООО «Казанский ДСК» с применением разработанного самоуплотняющегося бетона. Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке магистрантов по направлению подготовки 08.04.01 «Строительство».

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 5 статей в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи в журналах, индексируемых базой данных Scopus, 1 патент РФ на изобретение и 1 патент РФ на полезную модель.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 174 наименований и приложений. Работа изложена на 188 страницах машинописного текста, включает 58 таблиц, 62 рисунка.

Работа поддержана Академией Наук Республики Татарстан в рамках конкурса республиканских молодежных научных грантов и научных премий за 2015 год, номинация «Грант».

Автор выражает особую благодарность первому научному руководителю и наставнику, безвременно ушедшему из жизни (2015 г.) д.т.н., профессору Владимиру Сергеевичу Изотову, научному руководителю к.т.н., доценту Ибрагимову Руслану Абдирашитовичу за помощь в проведении экспериментальных, теоретических исследований и внимание к работе, коллективу кафедры Технологии строительного производства и Института строительства Казанского государственного архитектурно -строительного университета за оказанное содействие при выполнении

работы. Автор благодарен руководству и сотрудникам ЗАО «Завод ЖБК», ООО ПИИ «Центр экспертиз и испытаний в строительстве» за помощь при проведении лабораторных испытаний, руководству ООО «Казанский ДСК» за предоставление площадки для апробации результатов диссертационного исследования.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Проблема повышения эксплуатационных гидроизоляционных покрытий плоских крыш

свойств

К плоским крышам согласно СП17.13330.2011 «Кровли. Актуализированная редакция СНиП 11-26-76» относят крыши с уклоном не более 4%. Для начала стоит разграничить понятия кровли и крыши.

Крыша - покрытие здания; конструктивная часть любого строения, защищающая от атмосферных явлений (осадки, ветер, ультрафиолет), воспринимает все нагрузки и предает их на стены и фундамент.

Кровля (от слов крыть, покров) - ковер, настилаемый поверх крыши, состоящий из нескольких слоев. Основная функция - гидроизоляция.

На основе анализа литературы и свода правил по кровлям [1,2] составлена следующая классификация плоских крыш (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Классификация плоских кровель

В нашей стране основным видом для устройства гидроизоляции плоских кровель являются рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы [3]. На основе анализа монографии [3] была составлена сравнительная таблица рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов (таблица 1.1).

Таблица 1.1 - Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы

Вид рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов Достоинства Недостатки Срок службы (ЦНИИ Промзда-ний)

1 2 3 4

1-го поколения - рулонные материалы, получаемые пропиткой кровельного картона битумом или дегтем (рубероид, пергамин кровельный, толь, наплавляемый рубероид, рубемаст, экарбит, атаклон, рубэластопласт и др.) - относительно низкая стоимость - малая долговечность; - низкая прочность; - низкая растяжимость (относительное удлинение 1,5-2%); - подверженность гниению; - малая устойчивость к температурным перепадам; -недостаточная стойкость к ультрафиолетовым излучениям; - невозможность укладки при отрицательных температурах; - высокая трудоемкость укладки - до 5 слоев 2-5 лет

2-го поколения - рулонные материалы на основах из холста, тканей и сеток из стекловолокна и стеклонитей и битумных покровных слоев (стеклорубероид, стеклобит, бикрост, кровлестон, армобит и др.) - устойчивость материалов к гниению - недостаточная стойкость к ультрафиолетовым излучениям; - недостаточно высокая теплостойкость (до 80 °С); - малая устойчивость к температурным перепадам; - плохая адгезия битумной покровной массы; - относительно низкое удлинение при разрыве (до 10%) Менее 10 лет

Продолжение таблицы 1.1

1 2 3 4

3-го поколения - Повышенные - низкая 10-25

рулонные материалы на показатели растяжимость лет

основах из холста, сеток, теплостойкости, (относительное

тканей из стекловолокна устойчивость к удлинение 2-6 %)

или нетканных полотен из ультрафиолетовым рулонных

полиэфирного волокна и излучениям и материалов на

полимербитумных кислороду воздуха, стекловолокнистых

покровных слоев пониженные основах;

(стеклоизол, линокром, температуры

суперком, термофлекс, хрупкости,

люберит, элабит, рубестон, возможность

полистон, устройства кровли при

эластостеклобит, отрицательных

бикропласт, кинепласт, температурах;

филизол, стекломаст, - повышенные

изопласт, изоэласт, показатели

евротоп, изофламм, относительного

торфлекс и др.) удлинения при разрыве (35-45%) материалов на основах из нетканного полотна из полиэфирного волокна

4-го поколения - - высокие показатели - относительно 25-50

однослойные полимерные относительного высокая стоимость; лет

материалы на основе удлинения при разрыве - особенности

атмосферо-, свето-, и (150-400%); эксплуатации

озоностойких полимеров: -повышенные

поливинилхлорида,полиэт эксплуатационные

илена, полиизобутилена, свойства по

бутилкаучука, этилен- надежности,

пропиленового каучука, огнестойкости,

производятся биостойкости,

неармированными и на химической стойкости,

основах из стеклянного и морозостойкости,

полиэфирного волокна противопожарной

(бутилон, поликром, безопасности и по

резинопласт, бутилкор, технологичности

биколон, эколон, устройства кровель

мембраны ПВХ, ТПО,

ЭПДМ и др.)

Как видно из таблицы 1.1, основной причиной низкого срока службы рулонных изоляционных материалов являются низкие показатели относительного удлинения при разрыве (1,5-2% у материалов 1-го поколения, до 10% у материалов 2-го поколения), и в процессе деформации кровли данные материалы разрываются [3], что приводит к нарушению сплошности гидроизоляционного покрытия кровли.

В настоящее время широко внедряются материалов 4-го поколения (мембраны ПВХ, ТПО, ЭПДМ) [4,5,6], у которых относительное удлинение при разрыве составляет до 400%. Данный вид гидроизоляции имеет высокий заявленный срок службы (25 - 50 лет), однако он возможен только при соблюдении следующих условий и мероприятий: необходима защита от попадания горючих веществ, нефтепродуктов битума; защита от механического повреждения мембраны; не допускается передвижение по кровле при температуре ниже -15°С; необходимо контролировать работоспособность водосточной системы; передвижение по кровле допускается только по защитным пешеходным дорожкам; допускается очистка снега только специальными деревянными лопатами при этом необходимо оставлять защитный слой снега 10 см [7].

Также для гидроизоляции плоских кровель применяют кровельные и гидроизоляционные мастики (битумные, битумно-полимерные, полимерные, дегтевые и дегте-полимерные) [3]. Согласно монографии [3] можно выделить 3 поколения мастик с улучшением физико-технических свойств от 1-го к 3-му:

- 1-го поколения (мастики битумные, дегтевые, гудрокамовые горячие и холодные), к недостаткам данных мастик можно отнести низкую растяжимость (относительное удлинение при разрыве 1-40%) и низкую адгезия к бетону (до 0,15 МПа), срок службы составляет 2-5 лет;

- 2-го поколения (битумно-полимерные мастики), отличающиеся от мастик 1-го поколения более высокими показателями физико-технических свойств (относительное удлинение при разрыве 48-1000%, адгезия к бетону 0,5-1,5 МПа), срок службы составляет 10-15 лет;

- 3-го поколения (полимерные мастики), значительно превышают по показателям физико-технических свойств и долговечности мастики 1-го и 2-го поколения (относительное удлинение при разрыве 500-1200%, адгезия к бетону от 0,1 до 2 Мпа), срок службы до 20 лет.

Несмотря на перечисленные достоинства рулонных и мастичных кровель имеются определенные недостатки (низкая устойчивость к механическим повреждениям, огнестойкость, низкая долговечность (у материалов 1 -го и 2-го поколения)), эти недостатки могут быть устранены за счет применения бетонного покрытия. Опыт эксплуатации безрулонных железобетонных крыш показывает, что их долговечность составляет не менее 30 лет [8,9].

1.2 Опыт применения бетона в конструкциях крыш зданий в качестве замены кровельной гидроизоляции. Основные требования, предъявляемые к

бетону

Одним из первых сооружений в мире с крышей в форме купола из бетона является памятник центрическо-купольной архитектуры периода расцвета архитектуры Древнего Рима (125 г.н.э.) Пантеон (рисунок 1.2) [10]. Купол Пантеона имеет следующие размеры: 43 м в диаметре с круглым отверстием диаметром 9 метров в центре, толщина купола около 1 метра. Купол изготовлен из известково-пуццоланового пемзотуфобетона и без дополнительной гидроизоляции является водонепроницаемым до настоящего времени [10,11].

Рисунок 1.2 - Пантеон в Риме (Италия)

Бетонные крыши для гражданского строительства впервые появились в 1925 г. на территории бывшей Чехословакии и Австрии. Они представляли собой крупные железобетонные панели, изготовленные из высококачественного плотного бетона, после 20 лет эксплуатации оказались в хорошем состоянии [12]. Также хорошие эксплуатационные показатели наблюдались при устройстве крыш, предложенных Эггелингом Ф. в 1950-х годах, из неизолированных (безрулонных) плит, изготовленных из высококачественного бетона [12].

Начиная с 1955 г. в крупных городах бывшего СССР (Москва, Санкт-Петербург, Таллин и др.) появились проектные решения сборным

железобетонным крышам без рулонной гидроизоляции кровли, которые получили название безрулонные крыши [12,13].

В 1955 г. в Москве на доме №17 расположенного по 5-й Черемушкинской улице выполнена опытная безрулонная крыша из железобетонных плит трапецеидальной формы, крыша запроектирована Моспроектом. Однако данный опыт дал неудовлетворительные результаты, после года эксплуатации на поверхности плит появились трещины и отслоения толщиной до 1 см. Причиной дефектов явились совокупность факторов таких как, применение при изготовлении плит обыкновенного бетона класса прочности на сжатие В15 с высоким водоцементным отношением (ВЦ = 0,7), поверхность плит была оштукатурена цементным раствором, который в последствии начал отслаиваться из-за плохого контакта с бетоном плиты, быстрому разрушению поспособствовало также переувлажнение конструкций из-за неблагоприятного температурно-влажностного режима в чердачном помещении [12,13].

Также неудовлетворительные результаты были получены при изготовлении по проекту САКБ («Специальное архитектурное конструкторское бюро», г.Москва) безрулонных волнистых панелей, поверхность панелей после бетонирования имела трещины и раковины глубиной до 1 см. Одной из главных причин было использование обычного бетона классом прочности на сжатие ниже необходимого по проекту класса В 22,5 и повышенной морозостойкости [8,12]. При производстве безрулонных панелей использовался обычный бетон, не отвечающий повышенным физико-механическим требованиям, а именно морозостойкости, водонепроницаемости и долговечности. Также не учитывались проектные рекомендации. Приведенные выше примеры это подтверждают.

В результате исследований безрулонных крыш были сформулированы основные требования к бетону безрулонных кровельных элементов: класс прочности на сжатие В25, класс прочности на растяжение В1,6, марка по водонепроницаемости не ниже W8, водопоглощение по массе не более 4%, марка по морозостойкости в зависимости от наружных температур не ниже F300 - F500 [12,14].

Внешний вид, конструктивные узлы и схема монтажа панелей безрулонных крыш приведены на рисунках 1.3 и 1.4.

Рисунок 1.3 [14] - Конструктивные схемы кровель из железобетонных лотковых панелей а) - с внутренним водоотводом; б) - с неорганизованным водоотводом. Обозначения: 1 - железобетонная лотковая панель; 2 - железобетонный П-образный нащельник; 3 - железобетонный водосборный лоток; 4 - водосточная воронка; 5 - подкладочная балка под лоток; 6 - опорная балка; 7 - опорный столик; 8 - утепленная панель перекрытия; 9 - треугольный анкерный элемент; 10 - опорная фризовая панель; 11 - ограждение крыши; 12 - торцовая фризовая панель.

Рисунок 1.4 [13] - Безрулонные крыши из лотковых панелей.

Начиная с 1960-х годов в некоторых городах Западной Сибири при строительстве панельных домов, начали применяться безрулонные крыши [9,14]. В Екатеринбурге и других городах Свердловской области было построено 3 млн. кв. метров железобетонных безрулонных крыш. Для 5-этажных домов проектировались двускатные кровли, а для 9-этажных из лотковых панелей с установкой водосборных лотков, при этом у них был наружный неорганизованный и внутренний водосток соответственно. Более 30 лет наблюдений за эксплуатацией таких крыш подтвердили их высокие эксплуатационные характеристики и степень надежности [9].

Мировой опыт показывает также, что в Англии для устройства сборных железобетонных крыш применяются панели из водонепроницаемого бетона [12, 15, 16,17]. Интересен опыт Германии [15,17], где применение безрулонных крыш нашло отражение при устройстве эксплуатируемых крыш. В данных конструкциях использование бетона без дополнительного гидроизоляционного слоя проявило себя только с положительной стороны, не требовалась дополнительная защита от корней растений, и не было риска повреждения гидроизоляционного слоя.

Однако к концу 80-х применение данного типа крыш резко снизилось и впоследствии прекратилось ввиду снижения объемов типового индустриального строительства и увеличения нетипового домостроения с использованием монолитных конструкций [9].

Интересен опыт эксплуатации безрулонных железобетонных крыш. В 2001 - 2002 г.г. после 30 лет эксплуатации, сотрудниками ООО НПК «Совстройтех» было проведено обследование 5-этажных панельных жилых домов серий 1-468 и 1-464 с безрулонными железобетонными кровлями в г. Новосибирск [18]. В результате обследования определены факторы для объективной оценки возможной долговечности кровель. Основная причина разрушения кровельных элементов зависит от вида бетона, из которого они изготовлены, высокоплотного или пористого. Так кровельные плиты из высокоплотного бетона разрушаются из-за конденсации влаги на их внутренней поверхности со стороны чердачного

пространства, а разрушение кровельных панелей из пористых бетонов происходит из-за внешних воздействий окружающей среды с наружной стороны и по причине недостаточной защиты от этих воздействий [19]. Фрагменты технического состояния железобетонных панелей лотковой крыши приведены на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Фрагмент технического состояния железобетонных панелей

лотковой кровли

По результатам и с учетом рекомендаций выполненного обследования [18] проведен ремонт данных лотковых крыш, при помощи ремонтных составов на основе портландцемента. После выполненного ремонта исправно эксплуатируются, что говорит о высокой надежности и ремонтопригодности данного типа крыш.

Анализируя опыт применения [9,14] и с учетом выполненных обследований [18] железобетонных кровельных плит, совмещающих в себе несущие и гидроизолирующие функции, определены требования к свойствам гидроизоляционного слоя бетона: высокая плотность (не менее 2300 кг/м ), морозостойкость (не ниже F300), низкое водопоглощение (не более 4% по массе), марка водонепроницаемости не ниже W6-W8, предел прочности при изгибе не менее 3 МПа, класс прочности при сжатии не ниже В25 [8, 12,14,18].

С целью расширения спектра использования плоских безрулонных кровель из бетона необходимо не ограничиваться лишь конструкцией кровельных панелей, но и использовать монолитный гидроизоляционный бетон, в

традиционной конструкции мягкой кровли заменяя при этом им слой стяжки и гидроизоляционного материала. Проведенный анализ литературы показал, что бетоны для лотковых крыш были из обычного бетона и обладали показателями ^100, W2...W4), однако, для обеспечения долговечности кровли такой тип бетона не пригоден.

Сокращение трудозатрат и уменьшение сроков производства работ при сохранении высоких эксплуатационных показателей возможно за счет применения самоуплотняющегося бетона (СУБ) [20,21]. Применение СУБ позволит отказаться от виброуплотнения без снижения качества получаемого бетона, снизить трудозатраты при укладке бетонной смеси за счет ее высокой подвижности и удобоукладываемости. Также в работах [22,23] показана возможность получения СУБ с высокими эксплуатационными показателями (класс прочности при сжатии В40...В80, водонепроницаемость W12...W20). Известен опыт применения СУБ в конструкциях зданий (монолитный каркас, конструкции пола и т.п.) и сооружений (опоры мостов и т.п.) [20, 21, 22], однако в литературе отсутствуют данные о применении СУБ в качестве гидроизоляционного слоя кровли. В этой связи необходимо определить требования, которым должен удовлетворять СУБ для гидроизоляции плоских кровель зданий, с учетом условий эксплуатации и технологии устройства кровли, а также определить граничные условия и соответствующие им реотехнологические свойства СУБ при которых возможно устройство плоской кровли с уклоном до 4%. Также необходимо разработать конструкцию и технологию устройства безрулонной плоской кровли с гидроизоляционным покрытием из слоя СУБ.

1.3 Концепция получения самоуплотняющегося бетона с высокими эксплуатационными характеристиками. Основные требования к СУБ. Влияние модифицирующих добавок и комплексных модификаторов на

свойства цементного камня и бетона

Самоуплотняющийся бетон - это бетон способный уплотняться под действием собственной массы, без дополнительной внешней уплотняющей энергии [20]. Самоуплотняющийся бетон был разработан под руководством профессора Хайима Окамуры при участии профессора К. Маекава и Кацумаса Озава в Японии в 1990 году [21].

Теоретические и технологические основы повышения физико-механических и эксплуатационных свойств бетонов, в том числе самоуплотняющихся бетонов, а также вопросы модифицирования бетонов химическими добавками, активными минеральными и их комплексами, различными видами армирующих волокон изложены в работах Ю.М. Баженова [23,24,25,26,27], В.Г. Батракова [22,28,29, 30], В.А. Войтовича [31,32,33], Л.И. Дворкина [34,35,36,37,38,39], В.С. Изотова [40,41,42,43,44,45,46], В.И. Калашникова [25,47,48,49], С.С. Каприелова [22,30,50,51], Л.Я. Крамар [52,53], М.О. Коровкина [54,55,56,57], И.В. Недосеко [58], Г.В. Несветаева [59,60,61,62,63], Т.А. Низиной [64,65,66], Ю.В. Пухаренко [67,68,69], Ф.Н. Рабиновича [70,71], В.С. Рамчандрана [72], Р.З. Рахимова [73,74,75], В.Б. Ратинова [76], Т.И. Розенберга [76], А.В. Ушеров-Маршака [77], В.Р. Фаликмана [78], В.Г. Хозина [79], А.В. Шейндфельда [22,30,50,51,80] и др. Анализ зарубежных публикаций и изобретений позволил выделить следующих ученых в области СУБ: H. Okamura [21,81,82], M. Ouchi [81,82], M. Collepardi [83,84], Kim-Hong - Sam [85], S.T. Lee [85], S. Wild [86], G. Buchenau [87], R. Herr [87], B. Hillemeier [87], R. Hüttl [87], Klüßendorf St. [87], S. Grunewald [88], O.H. Wallevik [89,90] и др., занимавшихся разработкой составов СУБ, а также изучением их свойств.

Особенностью самоуплотняющихся бетонных смесей является их высокая удобоукладываемость, которая обусловлена: низким предельным напряжением

сдвигу (обеспечивает высокую текучесть смеси) и повышенной вязкостью (для обеспечения стабильности и связности смеси) [91]. В соответствии с данными полученными в работе [90] предельное напряжение сдвига СУБ составляет менее 60 Па, что значительно меньше, чем у обычного бетона (100-1000 Па), при этом пластическая вязкость практически одинакова (20-200 Па*с). Решение данной задачи позволяет обеспечить: заполняющую способность, способность к преодолению препятствий и сопротивление сегрегации.

За счет применения эффективных супер- и гиперпластификаторов, оптимального водоцементного отношения, и введения в состав СУБ минеральных и активных добавок можно получить высокую подвижность цементного теста и обеспечить заполняющую способность СУБ. Для обеспечения стойкости СУБ к расслоению необходимо наличие дисперсных частиц (< 90 мкм) в количестве 500-600 кг/м [20,50,81]. Также важна оптимизация грансостава заполнителей и повышенное, по сравнению с обычным бетоном, содержание цементной пасты, которая обеспечивает обмазку зерен для снижения трения между заполнителем [20,50,62].

Известна классификация самоуплотняющихся бетонных смесей в зависимости от назначения и области применения (таблица 1.2) [92,93]. Таблица 1.2 - Классификация СУБ по подвижности и вязкости, определяющих назначение и области применения [92,93]

Наименование бетонной смеси Обозначение Назначение и области применения

1 2 3

Высокоподвижная (Flowability Slump-flow) SF1 (550-650 мм) Неармированные или низкоармированные бетонные конструкции - плиты перекрытий, трубопроводы, облицовки туннелей, фундаментов.

SF2 (660-750 мм) Большинство обычных сооружений — колонны, стены.

SF3 (760-850 мм) Вертикальные элементы, густоармированные конструкции сложных форм, торкретирование.

Продолжение таблицы 1.2

1 2 3

Вязкая (Viscosity) VS1/VF1 (вязкость < 8с) Конструкции и изделия, к которым предъявляются высокие требования по качеству поверхности и не требующие дополнительной обработки.

VS2/VF2 (вязкость 9-25с) Конструкции невысокого класса прочности. Ввиду повышенной расслаиваемости тиксотропные свойства быстро изменяются за небольшой промежуток времени, что ограничивает расстояние транспортировки.

Анализируя данные, приведенные в таблице 1.2 можно сделать вывод, что для конструкций безрулонной кровли подходит СУБ с классом по удобоукладываемости SF1, имеющий расплыв конуса 550-650 мм (определенный по ГОСТ Р 57345-2016).

При проектировании состава СУБ важной является задача получения оптимального гранулометрического состава смеси с целью обеспечения наиболее плотной упаковки зерен [20,62]. Данная задача решается двумя способами: 1) через получение «идеальной» кривой рассева заполнителей; 2) смешивание трех и более видов крупного и мелкого заполнителей [94,95,96,97,98]. На практике чаще применяется второй способ, ввиду его меньшей трудоемкости по сравнению с первым способом.

Непрерывные кривые рассева дисперсных систем, обеспечивающие наибольшую плотность упаковки, принято считать эталонными [95, 99]. В качестве примера «идеальных» кривых можно привести кривые просеивания, предложенные Фуллером (1907) или Андреасеном (1930), уравнение которых имеет вид:

с Уп

(1.1)

100 Dn '

иmax

где Спр - проход, %, через сито размером X, мм; Д^ах - наибольшая крупность зерна в смеси; п - коэффициент распределения, равный по Фуллеру 0,5, по Андреасену (для пространственного распределения) - 0,37. Или кривые

просеивания, предложенные Функом и Дингером (1994), уравнение которых имеет вид:

П уп_пп

апр _ л ит in (1 2)

100 nil —Пп. ' \ • J

j. и и итах umvn

где DПj п - наименьшая крупность зерна в смеси, мм [99].

Особенностью расчета гранулометрического состава СУБ, является то, что идет построение совместной кривой просеивания крупного и мелкого заполнителей, с целью приближения к «идеальной» кривой просеивания [27,99].

Для оптимизации состава смеси заполнителей способ с построением с получением «идеальной» кривой рассева заполнителей требует тщательную классификацию исходных сырьевых компонентов и проведение соответствующих испытаний [99], что затрудняет его применение на практике с учетом имеющейся производственной базы. В данном случае наиболее доступным, менее трудоемким является второй способ, заключающийся в смешении различных компонентов заполнителей известного фракционного состава, при этом оптимизация состава смеси заполнителей для самоуплотняющегося бетона, может быть выполнена с применением методов математического планирования (например, методом симплекс-решетчатого плана) [27]. В связи с этим возникает задача по разработке состава самоуплотняющегося бетона для гидроизоляции плоской кровли и определения фракционного состава заполнителей при условии достижения максимальной насыпной плотности и плотности упаковки частиц.

Анализ опыта применения СУБ показывает [20,37,51,63,81,93], что технология применения СУБ требует особого внимания по обеспечению однородности (нерасслаиваемости) бетонной смеси в процессах транспортировки и укладке. Для предотвращения расслаивания смеси принимают меры, способствующие повышению водоудерживающей способности смеси: используют цементы, обладающие достаточной водоудерживающей способностью [83,100]; применяют суперпластификаторы (СП) или гиперпластификаторы (ГП), воздухововлекающие, водоудерживающие добавки [22,61, 84,101]; ограничивают значения В/Ц, чтобы избежать расслоения

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Богданов Руслан Равильевич, 2019 год

се С.

400 350

Область класс; по по удобоуклад ГОСТ Р 57345 .шаемости

0,5

1,5

Время, час

2,5

Рисунок 5.9 Изменение подвижности бетонной смеси во времени: 1 - при температуре 20°С; при температуре 30°С.

Из данных на рисунке 5.9 видно, что подвижность бетонной смеси, определяемая по расплыву конуса, остается в пределах класса по удобокладываемости SF1 (по ГОСТ Р 57345-2016) в течение двух часов при температуре 20°С и 1,75 часа при температуре 30°С, следовательно, время от приготовления модифицированной самоуплотняющейся бетонной смеси до завершения укладки в конструкцию кровли должно быть ограничено данным временным интервалом.

Представлены результаты определения подвижности, предельного напряжения сдвига и вязкости бетонной смеси в зависимости от содержания волокна (рисунок 5.10-5.12).

0,4 0,6 0,8

Содержание волокна, % Рисунок 5.10 - Влияние содержания волокна на подвижность (расплыв конуса) СУБ: 1 - «Челябинка»; 2 - «ВСМ»; 3 - «ВСМ» + «Челябинка» (в соотношении 1:1,5)

0,4 0,6

Содержание волокна, % Рисунок 5.11 - Влияние содержания волокна на предельное напряжение сдвига СУБ. Условные обозначения см. на рисунке 5.10

0,2 0,4 0,6 0,8

Содержание волокна, % Рисунок 5.12 - Влияние содержания волокна на вязкость СУБ. Условные обозначения см. на рисунке 5.10

Содержание фибрового армирования значительно влияет на исследуемые характеристики бетонной смеси. Так, при увеличении количества фибры до 1% (по объему) подвижность бетонной смеси

(определяемая по расплыву стандартного конуса) резко уменьшается с 65 см до 51-53 см. Наибольшее влияние на подвижность оказывает металлическая фибра. Повышение дозировки фибры вызывает увеличение предельного напряжения сдвига с 20 Па до 28-32 Па, при этом наименьшее влияние на данный параметр оказывает полипропиленовая фибра. Аналогичный характер влияния фибры наблюдается при определении вязкости бетонной смеси.

Выявлена зависимость подвижности СУБС от уклона кровли при обеспечении укладки смеси слоем равной толщины (рисунок 5.13). Установлено, что при уклоне кровли более 8 % для равномерной укладки подвижность смеси должна быть менее 55 см, что выходит из области СУБ.

4 6 8

Уклон кровли, %

Рисунок 5.13 - Зависимость подвижности СУБ от уклона кровли (%), при обеспечении укладки смеси слоем равной толщины

Установлено, что в пределах класса по растекаемости SF1 предельное напряжение сдвига составляет 23-28 Па, вязкость (испытание на растекаемость по ГОСТ Р 58002-2017/ЕК 12350-8:2010) - 8-13 с.

Экспериментальными исследованиями установлено, что нижняя граница выявленных интервалов реотехнологических параметров

обусловлена содержанием металлического волокна, при увеличении которого с 0,5 % до 0,8% (по объему) снижается подвижность (с 59-60 см до 54-55см) и повышается предельное напряжение сдвига (на 2,5-3 Па). Верхняя граница исследуемых параметров обусловлена содержанием полипропиленового волокна (0,3-0,4% по объему) и МтК (4-5%), при увеличении которых повышается вязкость (на 30-35%).

5.5 Физико-механические свойства модифицированного СУБ

Определены физико-механические свойства модифицированного самоуплотняющегося бетона. Результаты приведены в таблице 5.10. Таблица 5.10 - Физико-механические свойства модифицированного СУБ

Характеристика Показатель

Плотность, кг/м 2460 - 2470

Предел прочности при сжатии в возрасте 3сут., МПа 41,80-43,20

Предел прочности при сжатии в возрасте 7сут., МПа 56,10-57,70

Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут., МПа 63,57-65,67

Удельный предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут., отнесенный к расходу цемента, МПа/кг 0,14

Предел прочности на растяжение при изгибе в возрасте 28сут., МПа 8,89-9,05

Критический коэффициент интенсивности напряжений 1,86

Модуль упругости, 10 МПа 38,85-39,92

Марка по водонепроницаемости W16

Водопоглощение по массе , % 1,45-1,51

Марка по морозостойкости F600

Усадка, мм/м 0,2

Коэффициент линейного расширения бетона, 10-5-°С-1 0,8

Показатели пористости, %: - полный объем пор - объем открытых капиллярных пор - объем условно-закрытых пор 8,48 3,65 3,14

Получение высокой марки по морозостойкости F600 объясняется синергетическим действием компонентов комплексного модификатора.

Происходит повышение плотности бетона за счет действия гиперпластификатора, резко снижающего ВЦ при сохранении подвижности, и метакаолина, способствующему уплотнению структуры бетона и образованию низкоосновных гидросиликатов кальция, более стабильных при циклических воздействиях «замораживание-оттаивание». Важную роль играет гидрофобизатор за счет резкого увеличения гидрофобности стенок пор и капилляров бетона. Также уменьшается средний размер пор, что приводит к образованию резервного объема воздушных пор, в которые уходит вода под давлением при замерзании и не заполняемых при обычном водонасыщении бетона.

Разработанный состав СУБ планируется применять при устройстве гидроизоляционного слоя кровли толщиной 40-50 мм. При такой толщине слоя СУБ имеется риск возникновения трещин в результате усадочных деформаций, что может привести к преждевременному выходу конструкции из строя. Оценку величины деформаций усадки бетона проводили на следующих составах: 1) МЗБ с комплексным модификатором; 2) МЗБ с комплексным модификатором и дисперсным армированием; 3) СУБ с комплексным модификатором; 4) СУБ с комплексным модификатором и дисперсным армированием. Составы бетонов приведены в таблице 5.11.

Таблица 5.11 - Составы бетонной смеси, кг/м

№ ПЦ Щ П1 П2 МтК ГП ГФ Ф1 Ф2

1 450 - 1224 614 22,5 6,75 0,675 - -

2 450 - 1198 602 22,5 6,75 0,675 36 2,7

3 450 924 608 307 22,5 6,75 0,675 - -

4 450 905 595 300 22,5 6,75 0,675 36 2,7

Обозначено: Ц - цемент; МтК - метакаолин; П1 - песок фр.0,16-0,63мм; П2 - песок фр.0,16-5 мм; Щ - щебень; ГП - гиперпластификатор; ГФ -гидрофобизатор; Ф1 - фибра «Челябинка»; Ф2 - фибра ВСМ 18мм;

Кинетика изменения усредненных деформаций усадки бетонов при длительных испытаниях представлена на рисунке 5.14.

0,8

с? 0,7 о х

со 0,6 я

! 0,5

0 >-.

5 5 Я

Л

1 0,3 •е-

<и

0,2

0,4

0,1 0

-1

—9 ►-2

1

» » л

ч

0 3 7 28

50

100

Время, сутки

150

180

Рисунок 5.14 - Деформации усадки модифицированного бетона: 1 -мелкозернистый бетон с комплексным модификатором; 2 - то же с дисперсным армированием; 3 - СУБ с комплексным модификатором; 4 -СУБ с комплексным модификатором и дисперсным армированием

Анализ представленных результатов показывает, что максимальное значение усадки имеет образец из мелкозернистого бетона (0,76 мм/м в возрасте 180 суток), при введении дисперсного армирования деформация усадки снижается в 1,43 раза и составляет 0,56 мм/м в возрасте 180 суток. Деформация усадки модифицированного СУБ с дисперсным армированием составляет 0,2 мм/м, что в 2,65 раза ниже, чем у мелкозернистого бетона с дисперсным армированием и 2,1 раза ниже, чем у модифицированного СУБ без дисперсного армирования (0,42 мм/м в возрасте 180 суток).

Малая усадка СУБ с комплексным модификатором и дисперсным армированием может быть объяснена тем, что комплексный модификатор позволяет изменить структуру цементного камня, снизив его проницаемость за счет уменьшения капиллярной пористости и повысить его прочность, которая в раннем возрасте способна воспринимать усадочные напряжения без существенного деформирования.

5.6 Основные показатели долговечности цементного камня и СУБ

Кровля здания в процессе эксплуатации подвергается различным воздействиям со стороны окружающей среды (попеременное замораживание-оттаивание, агрессивные воздействие со стороны окружающей среды). Поэтому долговечность является одним из важнейших требований предъявляемых материалу кровли. Долговечность бетона может косвенно оцениваться по таким показателям, как морозостойкость, водонепроницаемость и коррозионная стойкость. Определены морозостойкость СУБ - F600 и водонепроницаемость - W16, далее приведены результаты исследований влияния КМ на коррозионную стойкость цементного камня, мелкозернистого бетона и СУБ.

5.6.1 Влияние комплексного модификатора на коррозионную стойкость цементного камня

Исследование коррозионной стойкости цементного камня в растворах 0,1 Н минеральных кислот было выполнено с добавкой комплексного модификатора (КМ). Результаты испытаний приведены в таблице 5.12.

Таблица 5.12 - Влияние комплексного модификатора на коррозионную стойкость цементного камня в растворах минеральных кислот

№ Наименование Предел Коэффициент стойкости через 180 суток

п/п добавок прочности (Кс) в растворах

при сжатии соляной серной азотной

после 180 кислоты (0,1 кислоты кислоты

суток Н) (0,1 Н) (0,1 Н)

водного

твердения

1 - 44,97 0,84 0,85 0,89

2 КМ 77,68 1,02 1,00 1,06

Из таблицы 5.12 видно, что введение комплексного модификатора приводит к повышению коррозионной стойкости цементного камня в растворах минеральных кислот.

В таблице 5.13 показано влияние комплексного модификатора на стойкость в агрессивной (сульфатной) среде.

Таблица 5.13 - Влияние комплексного модификатора на стойкость в агрессивной (сульфатной) среде по ГОСТ 56687-2015

Показатель Значение

Стойкость в агрессивной (сульфатной) среде по ГОСТ 56687-2015 Умеренно сульфатостойкий

ВЫВОДЫ ПО 5 ГЛАВЕ

1. Методом математического планирования установлены интервалы значений оптимальной насыпной плотности, и плотности упаковки частиц смеси заполнителей: щебень фракции 5-10 мм - 50-60%; обогащенный песок фракции 0,16-5 мм - 30-38%; мелкий песок фракции 0,16-0,63 мм - 15-22%. Получены математические зависимости насыпной плотности и плотности упаковки заполнителей от соотношения компонентов смеси заполнителей.

2. Определено влияние содержания металлической и полипропиленовой фибры на предел прочности при изгибе и сжатии образцов мелкозернистого бетона. Выявлено, что наибольшее повышение предела прочности на изгиб и на сжатие (на 165% и 113% соответственно относительно контрольного состава) наблюдается при содержании фибры «Челябинка» в количестве 0,5-1 % (по объему). При содержании полипропиленового волокна длиной 18 мм в количестве 0,3-0,5 % (по объему) повышение предела прочности МЗБ составляет 111 % от прочности контрольного состава.

3. Получены пределы прочности при сжатии и изгибе СУБ в зависимости от количественного содержания металлического и полипропиленового волокна, при этом определено оптимальное содержание дисперсного армирования в составе СУБ в количестве 0,46% и 0,3% (по объему) соответственно для металлического и полипропиленового волокна. При данном содержании дисперсного армирования момент образования трещин (по методике Горчакова Г.И.) наблюдается через 60 суток твердения в нормальных условиях и уменьшается при отклонении от указанных значений, а в составе без дисперсного армирования - через 30 суток.

4. Разработан СУБ для плоской кровли следующего состава: ПЦ - 450 кг/м3, песок фр.0,16-5 мм - 595 кг/м3, песок фр.0,16-0,63 мм - 300 кг/м3, щебень - 905 кг/м3, фибра «Челябинка» - 36 кг/м3, фибра ВСМ 18 мм - 2,7 кг/м3 , ГП SP10» - 6,75 кг/м3; ГФ «Типром С» - 0,675 кг/м3; МтК 22,5 кг/м3, вода - 170 л/м3.

5. Определены основные технологические свойства СУБС (средняя плотность - 2470 кг/м , раствороотделение 2,7 %, водоотделение - 0,45%, сохраняемость свойств во времени бетонной смеси - 120 мин, класс удобоукладываемости по расплыву - SF1, класс вязкости ^00 - VS2) и физико-механические свойства разработанного СУБ (прочность - 64,62 МПа, модуль упругости - 39,38 ГПа, трещиностойкость - ККИН 1,86 и относительная усадка - 0,2х10"). Установлены показатели СУБ, определяющие его долговечность: морозостойкость - F600, водонепроницаемость - W16, стойкость в агрессивной (сульфатной) среде -умеренно сульфатостойкий, уменьшение прочности в растворах минеральных кислот в течение 180 суток менее 2%, карбонизация бетона в течение 180 суток 0,3 мм.

6. Показано, что устройство плоской кровли с уклоном до 4% и гидроизоляционным слоем из СУБ возможно при следующих реологических параметрах бетонной смеси: в пределах класса по растекаемости SF1 предельное напряжение сдвига составляет 23-28 Па, вязкость (испытание на

растекаемость t500 по ГОСТ Р 58002-2017/ЕК 12350-8:2010) - 8-13 с. При этом нижняя граница выявленных интервалов реотехнологических параметров обусловлена содержанием металлического волокна, при увеличении которого с 0,5 % до 0,8% (по объему) снижается подвижность (с 59-60 см до 54-55см) и повышается предельное напряжение сдвига (на 2,5-3 Па). Верхняя граница исследуемых параметров обусловлена содержанием полипропиленового волокна (0,3-0,4% по объему) и МТК (4-5%), при увеличении которых повышается вязкость (на 30-35%).

ГЛАВА 6. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ, ТЕХНОЛОГИИ УСТРОЙСТВА И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛОСКОЙ КРОВЛИ С

В данной главе приведены конструктивные особенности, технология устройства и технико-экономическая эффективность плоской кровли с гидроизоляцией из разработанного СУБ.

6.1 Конструкция плоской кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ

Безрулонная монолитная кровля с гидроизоляцией из СУБ обладает высокими эксплуатационными характеристиками, также она более устойчива к механическим повреждениям по сравнению с рулонными кровлями. Высокая огнестойкость предлагаемой безрулонной кровли обусловлена отсутствием верхнего гидроизоляционного слоя из горючих материалов.

Конструкция крыши с гидроизоляцией из СУБ представлена на рисунке 6.1. В качестве основания плоской кровли могут выступать железобетонные сборные плиты покрытия или монолитная плита покрытия. Для подготовки основания для укладки пароизоляции устраивается стяжка из цементно-песчаного раствора. Пароизоляция необходима, чтобы защитить утеплитель от влаги, которая может проникать из внутренней части здания. Укладку пароизоляции необходимо производить таким образом, чтобы с краев кровли она поднималась вертикально на высоту утеплителя.

ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫМ СЛОЕМ ИЗ СУБ

Слой из самоуплотняющегося Гидрошпонка V бетона

Рисунок 6.1 - Конструкция крыши с гидроизоляцией из СУБ

В качестве пароизоляции можно использовать армированные стекловолокном битумно-полимерные материалы (например, Биполь, Унифлекс и др.). Поверх пароизоляции укладывается утеплитель. В конструкции кровли используется утеплитель клиновидной и плоской формы уложенный в два слоя. Клиновидные плиты, из набора экструзионного пенополистирола ТЕХНОНИКОЛЬ XPS-КЛИН 1,7% (ТУ 2244-047-17925162-2006), позволяют создать уклоны и контруклоны на кровле по ровному основанию. За счет использования клиновидного утеплителя обеспечивается сток воды. Поверх утеплителя укладывается полиэтиленовая пленка (толщиной 200 мкм) и верхний слой, выполняемый из модифицированного самоуплотняющегося бетона, выступающего в роли гидроизоляции. Полиэтиленовая пленка выполняет две роли: 1) предотвращает замачивание утеплителя в процессе укладки бетонной смеси; 2) служит разделительным слоем между утеплителем и слоем СУБ.

В качестве компенсатора усадочных и температурных деформаций использована резиновая шпонка АКВАСТОП тип ДР 250/50, которая выполнена в соответствии с ТУ 5775-002-46603100-03.

Гидроизоляционный слой кровли из модифицированного СУБ [173] в процессе укладки бетонной смеси разделяют на карты с устройством деформационных швов, размеры и форма которых определяются формой здания в плане и величиной предельных температурных деформаций (рисунок 6.2). В местах примыкания к парапету используются гидроизоляционные шпонки АКВАСТОП ДШВ-35-УГЛ/035. Конструктивные особенности узла примыкания кровли к парапету показаны на рисунке 6.3.

Рисунок 6.2 - Схема деформационных швов: 1 - парапет; 2 - гидрошпонка с металлическими направляющими (тип АКВАСТОП ДШВ-35-УГЛ/035); 3 -гидроизоляционый слой из модифицированного СУБ; 4 - деформационные швы, разделяющие гидроизоляционный слой на карты с гидрошпонкой (тип АКВАСТОП ДР 250/50); 5 - гидрошпонка угловая (тип АКВАСТОП ДОС-УГЛ-180/20-3/25); 6 - вентиляционная труба (дымоход)

Рисунок 6.3 - Узел примыкание кровли к парапету: 1 - парапет; 2 -гидрошпонка с металлическими направляющими; 3 - гидроизоляционый слой из СУБ; 4 - полиэтиленовая пленка; 5 - утеплитель уложенный в 2 слоя (клиновидной и плоской формы); 6 - пароизоляция; 7 - силовая плита покрытия

В данной конструкции кровли (рисунок 6.1) возникают вопросы касаемо особенностей устройства гидроизоляционного слоя, а именно отсутствие адгезии между гидроизоляционным слоем и утеплителем, что может привести к его отрыву при ветровом воздействии. В работе [3] приведено описание балластной системы Файерстон, в которой гидроизоляционный слой (мембрана ЭПДМ толщиной 1,14мм) свободно укладывается на основание и удерживается на месте с помощью балласта (гравий, галька, бетонные плиты, щебень) создающим давление пригруза 50 -70 кг/м . В предложенной конструкции (рисунок 6.3) гидроизоляционный слой из СУБ по периметру крепится к парапету при помощи гидрошпонки, а нагрузка от гидроизоляционного слоя составляет 120 кг/м . Следовательно, гидроизоляционный слой из СУБ будет надежно удерживаться на кровле за счет собственной массы.

6.2 Технология приготовления СУБ и технология устройства безрулонной кровли

Самоуплотняющаяся бетонная смесь может быть приготовлена в любом бетоносмесителе, лучше использовать бетоносмесители непрерывного действия, но можно использовать и лопастные смесители периодического действия. Важным аспектом, при производстве СУБ, является хорошее состояние смесителя, для обеспечения равномерного и полного перемешивания компонентов бетона. Необходимо проведение предварительных испытаний для определения эффективности смесителей и оптимальной последовательности при добавлении компонентов.

Устройство безрулонной кровли из СУБ выполняется в следующем порядке: устройство пароизоляции; укладка теплоизоляционного слоя; укладка клиновидного утеплителя для устройства разуклонки кровли; устройство водоприемных воронок и примыканий; укладка полиэтиленовой

пленки; укладка гидрошпонок в местах примыкания к парапету и деформационных швах; укладка СУБ.

Создание продольных уклонов к водоприемным воронкам устраивают специальными минераловатными плитами переменной толщины (например марки Технониколь (клин)). Кровельщики при помощи таких плит создают плавный уклон к водоприемным воронкам (рисунок 6.4).

Рисунок 6.4 - Укладка теплоизоляции и клиновидного утеплителя

В местах усадочных и температурных деформаций используется резиновая гидроизоляционная шпонка АКВАСТОП ДР 250/50, которая выполнена в соответствии с ТУ 5775-002-46603100-03. Гидрошпонки укладывают по деформационным швам, которые должны свободно опираться на утеплитель и не иметь искривлений в пределах деформационного шва.

Перед укладкой бетонной смеси кровлю разделяют на карты, в деформационных швах устраивают гидрошпонки для компенсации усадочных и температурных деформаций. Бетонную смесь доставляют при помощи автобетоносмесителей с завода-изготовителя.

Укладку бетонной смеси производят доступным способом подачи бетонной смеси (автобетононасосом, стационарным бетононасосом или кран-бадьей) по картам в шахматном порядке. После укладки бетонной смеси ее выравнивают по маякам. После укладки необходим уход за СУБ в соответствии с СП 70.13330.2011.

6.3 Технико-экономическая эффективность безрулонной кровли с гидроизоляционным слоем из модифицированного СУБ

В таблице 6.1 представлено сравнение трудоемкости возведения кровли из самоуплотняющегося бетона и традиционной мягкой кровли. Таблица 6.1 - Калькуляция трудовых затрат на возведение безрулонной

кровли из самоуплотняющегося бетона

Трудоемкость, чел/час

№ п/п Наименование работ Ед. изм. Об. работ Норма времени, чел/час на устройство мягкой кровли на устройство кровли из СУБ

Очистка

1 основания от мусора 100 м2 1 0,41 0,41 0,41

2 Просушивание влажных мест 100 м2 1 8,6 8,6 8,6

3 Обделка водосточных 1шт 4 1,3 5,2 5,2

Огрунтовка 100 м2

4 поверхности праймером 1 0,65 0,65

5 Устройство пароизоляции 100 м2 1 6,7 6,7 6,7

6 Устройство теплоизоляции 100 м2 1 11,5 11,5 11,5

7 Устройство цементно-песчаной стяжки 100 м2 1 13,5 13,5

8 Устройство деформационных На 100м шва 40м 6 2,4

швов

Покрытие крыши 100 м2

9 наплавляемым материалом 1 4,8 4,8

10 Устройство гидрошпонки 100 м2 1 1,4 1,4

11 Бетонирование 100 м2 1 9,6 9.6

1=53,76 1=43,41

Из таблицы 6.1 видно, что возведение кровли из рулонных материалов

требует на 23 % трудозатрат больше, чем при устройстве кровли из самоуплотняющегося бетона. Проведен сметный расчет устройства

безрулонной кровли (ресурсным методом в ценах 2 квартала 2019 года). Результаты представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Сметный расчет на устройство монолитной безрулонной

кровли из СУБ

№ п/п Наименование видов работ Ед. изм Объем Стоимость единицы Сметная стоимость

1 2 3 4 5 6

Кровля ТИП: Монолитная безрулонная кровля из самоуплотняющегося бетона

1 Устройство пароизоляционного слоя 2 м 100,00 2737,00

в т.ч.: - работы: 13,95 1395,00

- материалы: 1342,18

Пленка пароизоляционная 2 м 110,00 11,00 1210,00

Скотч двусторонний шт 1,46 90,00 132,00

2 Устройство разуклонки между водоприемными воронками из клиновидного утеплителя 1.7% 2 м 6,71 3478,08

в т.ч.: - работы: 245,00 1643,95

- материалы: 1834,13

УтеплительТехнониколь 3 м 0,106 4 639,13 492,90

XPS. Плита доборная 40 мм.

УтеплительТехнониколь 3 м 0,08 4 639,13 405,92

XPS-Клин1.7% Плита А

УтеплительТехнониколь 3 м 0,10 4 639,13 463,91

XPS-Клин1.7% Плита В

Термоклип 1/150 шт 3,00 5,36 16,08

Термоклип 1/180 шт 3,00 5,97 17,91

Термоклип 1/200 шт 3,00 6,35 19,05

Саморез сверлоконечный 4,8*80 мм. шт 3,00 2,63 7,89

Саморез сверлоконечный 4,8*120 мм. шт 3,00 10,14 30,42

Саморез сверлоконечный 4,8*200 мм. шт 3,00 21,87 65,61

3 Устройство теплоизоляции, t=100мм с механическим креплением в основание из Ж/Б плиты 2 м 100,00 47226,2

в т.ч.: - работы: 74,40 7440,00

- материалы: 39786,2

УтеплительТехно РУФ Н30 3 м 10,31 3 620,00 37322,2

толщиной 100 мм

Термоклип 1/120 шт 400,00 3,84 1536,00

Саморез сверлоконечный 4,8*60 мм. шт 400,00 2,32 928,00

продолжение таблицы 6.2

1 2 3 4 5 6

4 Устройство полиэтиленой пленки 2 м 100,00 2444,00

в т.ч.: - работы: 12,00 1200,00

- материалы: 1244,00

Пленка полиэтиленовая 2 м 110,00 10,00 1100,00

Скотч двусторонний шт 1,46 90,00 144,00

5 Устройство гидроизоляционной шпонки П.м. 100,00 2700,00

в т.ч.: - работы: 15,00 1500,00

- материалы:

Гидроизоляционная шпонка П.м. 100,00 120,00 1200,00

6 Монтаж водосточных воронок, d=110мм шт 2,00 9310,40

в т.ч.: - работы: 1 395,00 2790,00

- материалы: 6520,04

Воронка водосточная, d=110мм обогреваемая с прижимными фланцами шт 2,00 2 800,00 5600,00

Полиэтиленовая пленка 2 м 2,00 347,70 695,4

Термоклип 1/120 шт 4,00 3,84 15,36

Саморез сверлоконечный 4,8*60 мм. шт 4,00 2,32 9,28

Герметик полиуретановый ТехноНИКОЛЬ, 600 мл шт 1,00 200,00 200,00

7 Укладка бетонной смеси (СУБ) 2 м 100,00 14100,00

в т.ч.: - работы: 3 м 3,00 2200,00 6600,00

- материалы: 3 м 7500,00

Самоуплотняющийся бетон 3 м 3,00 2500,00 7500,00

Итого Кровля ТИП 1: 81995,20

в т.ч.: - работы: 22568,95

- материалы: 59426,25

Доставка материалов 0,00

Грузоподъемные механизмы 0,00

Исходя из сравнительного анализа кровли с гидроизоляцией из

рулонных материалов (битум-полимерный материал - Бикроэласт) и разработанной кровли, можно сделать вывод, что безрулонная монолитная кровля, обладает более высокой износостойкостью, трещиностойкостью, морозостойкостью, огнестойкостью, долговечностью, т. е. повышенными

эксплуатационными свойствами при одновременном уменьшении трудоемкости и стоимости выполнения работ, сокращении сроков ее изготовления. Данная кровля может с успехом применяться как при строительстве новых зданий, так и при реконструкции существующих.

6.4 Опытно-промышленная апробация устройства плоской кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ

Производственная проверка предлагаемой технологии проводилась в условиях стройплощадки на территории ООО «Казанский ДСК» в городе Казань, Республики Татарстан [174].

При устройстве гидроизоляционного слоя кровли использовалась бетонная смесь В50 П5 Р5 F600 W16.

В качестве компонентов бетонной смеси были использованы следующие материалы: портландцемент марки ЦЕМ II/А-К (Ш-П) 32,5Б ГОСТ 31108-2003 ЗАО «Ульяновскцемент», мелкий заполнитель - песок с модулем крупности Мк=2,76 фракции 0,16-5 мм и песок фракции 0,16-0,63 мм, отвечающие требованиям ГОСТ 8736-2014, в качестве крупного заполнителя использовали щебень из плотных горных пород производства ООО «Неруд-инвест» (Челябинская область, г.Сатка) фракции 5-10 мм отвечающий требованиям ГОСТ 8267-93, гиперпластификатор (ГП) Remicrete SP 10 производства компании SCHOMBURG GmbH (Германия), гидрофобизатор (ГФ) кремнийорганический «Типром С» производства ООО «Производственное объединение «САЗИ» (ТУ 2229-069-32478306-2003), метакаолин (МтК) аморфный силикат алюминия месторождения Журавлиный Лог ТУ 5729-095-51460677-2009, фибра «Челябинка», изготавливаемая фрезерованием из стального проката по ТУ 1231-00170832021-2010 , длина фибры 36-38 мм., фибра ВСМ II длиной волокна 18мм.

Бетонная смесь приготавливалась следующим способом, включающем перемешивание портландцемента, метакаолина, щебня, песка фракций 0,16-5

мм и 0,16-0.63 мм, гиперпластификатора, гидрофобизатора, фибры и воды затворения, сначала в сухом виде перемешивают портландцемент, метакаолин, щебень, песок фракций 0,16-5 мм и 0,16-0,63 мм, в течение 20-30 секунд до получения однородной смеси, затем 2/3 от общего количества воды вводят в сухую смесь и перемешивают в течение 30-40 секунд, гиперпластификатор и гидрофобизатор растворяют в 1/3 от общего количества воды затворения, после чего 1/3 водного раствора гиперпластификатора и гидрофобизатора вводят в бетонную смесь и перемешивают в течение 30-40 секунд, затем в полученную смесь вводят фибру и повторно перемешивают в течение 40 - 60 секунд.

Полученная бетонная смесь укладывалась на кровлю на предварительно уложенную полиэтиленовую пленку и выравнивалась по маякам.

Технико-экономическая эффективность применения кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ приведена в таблице 6.3.

3

Таблица 6.3 - Ресурсозатраты при производстве 1 м тяжелого бетона В50

Исходные материалы Апробируемый состав

Норма расхода Стоимость, руб.

Цемент 450 кг 1620

Песок фракции 0,16-5 мм 595 кг 225,8

Песок фракции 0,16-0,63 300 кг 75,1

Щебень фракции 5-10 мм 905 кг 1402,7

Добавка Remicrete SP 10 6,75 1012,5

Добавка Типром С 0,675 135

Метакаолин 22,5 кг 450

Фибра «Челябинка» 39 кг 720

Фибра ВСМ 2,7 кг 323,9

Итого: 5965

Выполнено технико-экономическое сравнение затрат на устройство мягкой кровли и кровли из СУБ (таблица 6.4).

Таблица 6.4 - Сравнение затрат на устройство кровли и стоимости материалов

Состав Тип кровли

Мягкая кровля Кровля из СУБ

Затраты на устройство, руб/м2 Стоимость материала, руб/м2 Затраты на устройство, руб/м2 Стоимость материала, руб/м2

Пароизоляция 72,2 104,2 72,2 104,2

Утеплитель 130,38 632,4 130,38 632,4

Полиэтиленовая пленка 26,72 13,3 26,72 13,3

Стяжка из раствора М-100 74,9 117,5

Рулонная гидроизоляция 2 слоя 95,6 146,96

Гидроизоляционный слой из СУБ 74,9 228

Итого 399,8 1014,36 304,2 977,9

1414,2 1282,1

Выполненное технико-экономическое сравнение вариантов устройства плоской кровли показало, что наиболее экономичным оказался вариант с гидроизоляционным слоем из модифицированного СУБ.

В результате проверки подтверждено, что использование самоуплотняющегося бетона в качестве гидроизоляционного слоя может найти широкое применение в современном строительстве. На рисунке 6.5 показаны фотографии опытно-промышленной апробации устройства кровли на Казанском ДСК.

Рисунок 6.5 - Фотографии выполненной кровли с гидроизоляционным слоем из СУБ

В результате мониторинга технического состояния кровли в течение 2 лет нарушений целостности (трещин, отслоения верхнего слоя бетона и т.п.) гидроизоляционного слоя из модифицированного СУБ не выявлено. Испытание на карбонизацию бетона показало, что глубина проникновения составила 0,4 мм.

ВЫВОДЫ ПО 6 ГЛАВЕ

1. Предложена конструкция плоской кровли, включающая слой стяжки из цементно-песчаного раствора, уложенной на плиту покрытия, слой пароизоляции, утеплитель, полиэтиленовую пленку и верхний слой - СУБ. Для компенсации усадочных и температурных деформаций кровли из СУБ

устраиваются карты. Между картами и в местах примыкания слоя СУБ к парапету для герметизации используется резиновая гидрошпонка типа Аквастоп

2. Проведена опытно-промышленная апробация предлагаемой конструкции плоской кровли. В результате мониторинга технического состояния кровли в течение 2 лет нарушений целостности (трещин, отслоения верхнего слоя бетона и тп.) гидроизоляционного слоя из модифицированного СУБ не выявлено. Испытание на карбонизацию бетона показало, что глубина проникновения составила 0,4 мм. В результате проверки подтверждено, что использование самоуплотняющегося бетона в качестве гидроизоляционного слоя может найти широкое применение в современном строительстве.

3. Экономический эффект при устройстве кровли из СУБ составил 113 руб/м (на 10% дешевле) по сравнению с устройством кровли из наплавляемой рулонной гидроизоляции. Стоимость 1 м гидроизоляционного слоя из СУБ составляет 285 руб. (в ценах на второй квартал 2019 года).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итоги выполненного исследования

1. Определены требования к СУБ для гидроизоляции плоских кровель зданий: высокая плотность (не менее 2300 кг/м ), морозостойкость (не ниже марки Б300), низкое водопоглощение (не более 4% по массе), марка водонепроницаемости не ниже марки W6-W8, предел прочности при изгибе не менее 3 МПа, класс прочности при сжатии не ниже В25.

2. Разработан комплексный модификатор, состоящий из гиперпластификатора на основе эфира поликарбоксилата, гидрофобизатора на основе алкилсиликоната натрия, метакаолина, позволяющий повысить плотность, прочность и долговечность самоуплотняющегося бетона для безрулонных кровель. Рототабельным центральным композиционным планом установлено оптимальное содержание компонентов комплексного модификатора, составляющее 1,5 %, 0,15 % и 5 % от массы цемента соответственно для гиперпластификатора, гидрофобизатора, метакаолина.

3. Выявлен характер гидратации цемента в составе с комплексным модификатором, проявляющийся в более интенсивном физико-химическом диспергировании частиц портландцемента, в замедлении степени гидратации цементного камня из-за блокирующего действия гиперпластификатора и гидрофобизатора в первые 8 часов твердения, а далее - значительным увеличением скорости гидратации цементного камня. Введение комплексного модификатора позволяет снизить нормальную густоту цементного теста на 19-20,4 %, повысить прочность цементного камня на 7375 %, плотность на 10-12 %. При этом степень гидратации цементного камня на 28 сутки твердения на 12 % меньше контрольного состава.

4. Установлено, что в составе с комплексным модификатором кристаллические новообразования формируются значительно большей дисперсности, чем в составе без добавки. Увеличение концентрации гидросульфоалюмината кальция в порах и капиллярах, увеличение удельной

поверхности гидратных фаз на 25%, как в общей структуре цементного камня, так и в дефектных областях пространственного скелета приводит к упрочнению материала. Увеличению прочности, плотности СУБ способствует характер образующейся поровой структуры: водопоглощение 1,45-1,51 % (по массе), общая пористость 8,48 %, отношение капиллярных открытых к капиллярным закрытым порам 1,16.

5. Теоретически доказана и экспериментально обоснована возможность получения СУБ для применения в качестве гидроизоляционного слоя для плоских кровель зданий. Разработанный СУБ имеет следующий состав: ПЦ - 450 кг/м3, песок фр.0,16-5 мм - 595 кг/м3, песок фр.0,16-0,63 мм - 300 кг/м3, щебень - 905 кг/м3, фибра «Челябинка» -36 кг/мз, фибра ВСМ 18 мм - 2,7 кг/м3 , ГП «Remicrete SP10» - 6,75 кг/м3; ГФ «Типром С» - 0,675 кг/м3; МтК 22,5 кг/м3, вода - 170 л/м3.

6. Определен фракционный состав и содержание заполнителей в разработанном СУБ для плоских кровель, методом симплекс-решетчатого плана: щебень фракции 5-10 мм - 48 %; обогащенный песок фракции 0,16-5 мм - 16%; мелкий песок фракции 0,16-0,63 мм - 36%. При этом максимальная насыпная плотность и плотность упаковки частиц смеси заполнителей составила соответственно 1840 кг/м и 0,82. Рототабельным центральным композиционным планом определено содержание дисперсного армирования в составе СУБ: металлическая фибра «Челябинка» - 0,46% (по объему), полипропиленовое волокно - 0,3% (по объему). При данном содержании дисперсного армирования момент образования трещин (по методике Горчакова Г.И.) наблюдается через 2 месяца твердения и уменьшается при отклонении от указанных значений.

7. Определены основные технологические свойства СУБ (средняя плотность - 2470 кг/м , раствороотделение 2,7 %, водоотделение - 0,45%, сохраняемость свойств во времени бетонной смеси - 120 мин, класс удобоукладываемости по расплыву - SF1, класс вязкости ^00 - VS2) и физико-механические свойства разработанного СУБ (прочность - 64,62 МПа,

модуль упругости - 39,38 ГПа, трещиностойкость - ККИН 1,86 и относительная усадка - 0,2х10-). Установлены показатели СУБ, определяющие его долговечность: морозостойкость - Б600, водонепроницаемость - W16, стойкость в агрессивной (сульфатной) среде -умеренно сульфатостойкий, уменьшение прочности в растворах минеральных кислот в течение 180 суток менее 2%, карбонизация бетона в течение 180 суток 0,3 мм.

8. Показано, что устройство плоской кровли с уклоном до 4% и гидроизоляционным слоем из СУБ возможно при следующих реологических параметрах бетонной смеси: в пределах класса по растекаемости предельное напряжение сдвига составляет 23-28 Па, вязкость (испытание на растекаемость 1500 по ГОСТ Р 58002-2017/БК 12350-8:2010) - 8-13 с.

9. Предложена конструкция плоской кровли, включающая: слой стяжки из цементно-песчаного раствора, уложенная на плиту покрытия, слой пароизоляции, утеплитель, полиэтиленовую пленку и верхний слой -разработанный СУБ с комплексным модификатором и дисперсным армированием. Для компенсации усадочных и температурных деформаций кровли из СУБ устраиваются карты. Между картами и в местах примыкания слоя СУБ к парапету для герметизации используется резиновая гидрошпонка типа Аквастоп. Проведена опытно промышленная апробация на Казанском ДСК, экономический эффект при устройстве кровли из СУБ составил 113 руб/м2 (на 10% дешевле) по сравнению с устройством кровли из наплавляемой рулонной гидроизоляции. Стоимость 1 м2 гидроизоляционного слоя из СУБ составляет 285 руб.

Рекомендации по использованию результатов работы

Результаты диссертационного исследования могут быть рекомендованы для внедрения при устройстве гидроизоляции новых и ремонте

существующих плоских кровель зданий, а также на предприятиях по производству железобетонных изделий.

Перспективы дальнейшей разработки темы

Дальнейшие научные исследования целесообразно продолжить в направлении ультразвуковой диспергации компонентов комплексного модификатора, механохимичекой активации цементной суспензии с комплексным модификатором, введении специальных микронаполнителей способствующих «самозалечиванию» трещин с целью повышения эксплуатационных свойств бетона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СП 17.13330.2017. КРОВЛИ. Актуализированная редакция СНиП 11-26-76.

2. Кричевская Е.И. Плоские крыши (Из опыта ремонта, содержания, проектирования и строительства плоских крыш) // Изд-во М-ва коммун. хозяйства РСФСР. Москва. 1969. 95 с.

3. Рахимов Р.З., Шигапов Г.Ф., Современные кровельные материалы. // Казань, Центр инновационных технологий, 2001.432с.

4. Федоревская А.А. Современные материалы для кровельных покрытий // Известия Ростовского государственного строительного университета. 2015. Т. 2. № 20. С. 57-63.

5. Денисова Ю.В., Тарасенко В.Н., Лесовик Р.В. Диффузионные мембраны в современном строительстве //Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 8. С. 4 -46.

6. Попова И.Н. Современные технологии устройства кровель с применением мембран // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2018. Т. 1. С. 354-359.

7. Руководство по проектированию и устройству кровель из полимерных мембран // Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ. Электронный ресурс: http://www.tn.ru/klarnetCMSlocal/modules/documents/get_with_original_name.ph Р?оЬ|^=11742 (дата обращения: 15.02.2019).

8. Кричевская Е.И., Штейман Б.И. Опыт устройства и эксплуатации сборных железобетонных крыш жилых зданий без кровельного ковра. Обзорная информация // Серия: Жилищное хозяйство, вып.3 (42). Москва. ЦБНТИ Минжилкомхоза РСФСР, 1977.

9. В. В. Домнин, К. В. Домнин. Железобетонные безрулонные крыши // СтройПРОФИль. Санкт-Петербург. 2011. № 1(87). С.20.

10. Бартенев И. А., Батажкова В. Н. Очерки истории архитектурных стилей. — М.: Изобразительное искусство, 1983. — С. 45. — 264 с.

11. Всеобщая история архитектуры (ВИА): в 12 т. Т. 2. Архитектура античного мира (Греция, Рим). - Изд. 2-е. - М. : Изд-во литературы по строительству, 1973. - 712 с.

12. И.И. Штейн. Новые кровельные материалы для крупнопанельных крыш. Ленинград: Стройиздат.1966. 130 с.

13. Железобетонные крыши жилых и общественных зданий [Текст] / Ю. Е. Аврутин, Е. И. Кричевская, А. И. Фоломин. - Москва : Стройиздат, 1971. - 151 с.

14. Руководство по проектированию и устройству сборных железобетонных крыш с безрулонной кровлей для жилых и общественных зданий. СИБЗНИИЭП Госгражданстроя. М., Стройиздат, 1979.

15. Долговечные конструкции плоских крыш [Текст] / Эгон Трефф; пер. с нем. В.Г. Бердичевского; под ред. А.Н. Мазалова. - М. : Стройиздат, 1988. - 135 с.

16. Кричевская, Е. И. Опыт применения новых кровельных материалов и инженерного оборудования на железобетонных крышах жилых зданий за рубежом // Жилищное хозяйство. Москва. 1974. №4 (33). 44 с.

17. Кричевская, Е. И. Эксплуатируемые плоские крыши зданий повышенной этажности за рубежом (обзор) // Центр. науч.-техн. информации по гражд. строительству и архитектуре. Москва.1971. 53 с.

18. Техническое заключение по результатам обследования крыши здания, расположенного по адресу: г. Новосибирск, ул. Кропоткина, д.128/3, ООО «ИнвестСтройТранс» (ООО «ИСТ»). - Новосибирск, 2009. Электронный ресурс: http://toist.rU/_ld/0/2_Gmb.pdf (дата обращения: 15.02.2017).

19. Эксплуатация и ремонт крыш и кровель [Текст] / А.С. Гитлина. -Л. : Стройиздат. Ленингр.отд-ние, 1980. - 63 с.

20. Болотских О.Н. Самоуплотняющийся бетон и его диагностика // Технологии бетонов. 2008. № 10. С. 28-31.

21. Okamura H., Ozava K. Mix design for self-compacting concrete // Concrete Library of the JSCE. 1995. № 2. P. 107-120.

22. Каприелов С.С., Батраков В.Г., Шейнфельд А.В. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива // Бетон и железобетон. 1999. № 6. С. 6-10.

23. Bazhenov Y., Murtazaev S.-A., Salamanova M., Saidumov M. Highperformance SCC-concrete at earthquake resistant construction // International Journal of Environmental and Science Education. 2016. Т. 11. № 18. С. 1277912786.

24. Баженов Ю.М. Технология бетона. М. : Изд-во АСВ, 2011. 528 с.

25. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высококачественные бетоны // М.: Издательство АСВ, 2006. 368 с.

26. Чан Л.Х., Баженов Ю.М., Чумаков Л.Д. Технологические свойства особотяжелых самоуплотняющихся бетонных смесей // Вестник МГСУ. 2011. № 1-2. С. 322-325.

27. Баженов Ю.М., Воронин В.В., Алимов Л.А., Бахрах А.М., Ларсен О.А., Соловьев В.Н., Нгуен Д.В.К. Высококачественные самоуплотняющиеся бетоны c использованием отходов сжигания угля // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. № 12 (111). С. 1385-1391.

28. Батраков, В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. 2-е изд., перераб. и доп. / В.Г. Батраков. - М.: Высшая школа, 1998. - 768 с.

29. Батраков, В.Г. Повышение долговечности бетона добавками кремнийорганических полимеров / В.Г. Батраков. - М.: Изд. лит-ры по строительству, 1968. - 135 с.

30. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Батраков В.Г. Комплексный модификатор бетона марки МБ-01 // Бетон и железобетон. 1997. № 5. С. 3841.

31. Войтович В.А., Хряпченкова И.Н. Направления применения гидрофобизаторов в строительстве (информация) // Строительные материалы. 2015. № 7. С. 76.

32. Войтович В.А., Савинов С.А., Хряпченкова И.Н. О совершенствовании составов самоуплотняющихся бетонных смесей // В сборнике: Труды научно-практической конференции в рамках 15-го российского архитектурно-строительного форума Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. 2017. С. 13-15.

33. Войтович В.А., Хряпченкова И.Н. Гидрофобизация строительных конструкций и изделий. Учебно-методическое пособие / Нижний Новгород, 2015.

34. Дворкин Л.И., Бордюженко О.М., Ковальчук Т.В. Технологические особенности фибробетонных смесей с использованием суперпластификаторов // Технологии бетонов. 2018. № 5-6 (142-143). С. 3640.

35. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л. РАСЧЕТНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВОВ БЕТОНА / Москва, 2016.

36. Дворкин Л.И., Житковский В.В., Степасюк Ю.А., Ковальчук Т.В. Проектирование составов фибробетона с использованием экспериментально-статистических моделей // Технологии бетонов. 2016. № 11-12 (124-125). С. 29-35.

37. Дворкин Л.И., Дворкин О.Л., Марчук В.В. Самоуплотняющиеся цементно-зольные бетоны // Технологии бетонов. 2014. № 4 (93). С. 24-27.

38. Дворкин Л.И., Житковский В.В., Дворкин О.Л., Разумовский А.Р. Метакаолин - эффективная минеральная добавка для бетонов // Технологии бетонов. 2015. № 9-10 (110-111). С. 21-24.

39. Дворкин Л.И., Лушникова Н.В. Высокопрочные бетоны на основе литых бетонных смесей с использованием полифункционального

модификатора, содержащего метакаолин // Бетон и железобетон. 2007. № 1. С. 2-7.

40. Изотов B.C., Ибрагимов Р.А. Влияние отечественных гиперпластификаторов на физико-механические свойства тяжелого бетона // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2010. № 1 (13). С. 287-291.

41. Изотов В.С., Мухаметрахимов Р.Х., Сабитов Л.С. Экспериментальные исследования эффективности дисперсного армирования растянутой зоны бетонных изгибаемых элементов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2010. № 1 (17). С. 119-125.

42. Насрыева Л.И., Изотов B.C., Лыгина Т.З., Шинкарев А.А. Водонепроницаемость бетона после обработки гидроизоляционными пропиточными системами // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2010. № 1 (13). С. 319-324.

43. Изотов, В.С. Химические добавки для модификации бетона / В.С. Изотов, Ю.А. Соколова. - М.: Палеотип, 2012. - 244 с.

44. Изотов В.С., Ибрагимов Р.А. Новые комплексные добавки на основе эфиров поликарбоксилатов // Строительные материалы. 2012. № 3-4. С. 34.

45. Изотов В.С. Влияние структуры бетона на его сопротивляемость физическим и химическим агрессивным воздействиям // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 18. С. 42-45.

46. Изотов В.С., Ибрагимов Р.А. Исследование продуктов гидратации портландцемента, модифицированного комплексной добавкой // Неорганические материалы. 2015. Т. 51. № 2. С. 228.

47. Калашников В. И., Хвастунов А. В., Хвастунов В. Л. Физико-механические и гигрометрические свойства порошково-активированных высокопрочных щебеночных бетонов и фибробетонов с низким удельным

расходом цемента на единицу прочности // Научно-технический вестник Поволжья. 2011. № 5. С. 161-164.

48. Калашников, В.И.. Высокогидрофобные многокомпонентные малошлаковые мелкозернистые бетоны / В.И. Калашников, М.Н. Мороз // Научный вестник ВГАСУ. - 2010. - С. 106-112.

49. Калашников В.И., Ананьев С.В. Высокопрочные и особовысокопрочные бетоны с дисперсным армированием // Строительные материалы. 2009. № 6. С. 59-61.

50. Каприелов С. С., Шейнфельд А. В., Кардумян Г. С. Новые модифицированные бетоны // М.: «Типография «Парадиз», 2010. 258 с.

51. Каприелов С.С., Травуш В.И., Карпенко Н.И., Шейнфельд А.В., Кардумян Г.С., Киселева Ю.А., Пригоженко О.В. Модифицированные бетоны нового поколения в сооружениях ММДЦ «Москва-Сити» // Строительные материалы. 2006. № 10. С. 13-18.

52. Кирсанова А.А., Крамар Л.Я. Органоминеральные модификаторы на основе метакаолина для цементных бетонов // Строительные материалы. 2013. № 11. С. 54-56.

53. Kirsanova A.A., Kramar L.Y. Additives based on metakaolin features in concrete. Conference Series: Materials Science and Engineering. 2015. No. 71.

54. Ерошкина Н.А., Коровкин М.О., Петухов А.В. Свойства, определяющие долговечность самоуплотняющихся бетонов // Образование и наука в современном мире. Инновации. 2017. № 3 (10). С. 109-119.

55. Коровкин М.О., Ерошкина Н.А., Шестернин А.И., Уразова А.А. Применение промышленных отходов в технологии самоуплотняющихся бетонов // Образование и наука в современном мире. Инновации. 2016. № 62. С. 226-234.

56. Коровкин М.О., Шестернин А.И., Ерошкина Н.А. Использование дробленого бетонного лома в качестве заполнителя для самоуплотняющегося бетона // Инженерный вестник Дона. 2015. Т. 37. № 3. С. 85.

57. Коровкин М.О., Калашников В.И., Ерошкина Н.А. Влияние высококальциевой золы-уноса на свойства самоуплотняющегося бетона // Региональная архитектура и строительство. 2015. № 1. С. 49-53.

58. Ostrouh A.V., Nedoseko I.V., Ajsarina A.A., Strugovec M.I. Design of automated system of control of factories and plants for production of mortar and concrete mixes // Строительные материалы. 2015. № 10. С. 70-74.

59. Несветаев Г.В., Давидюк А.Н. Самоуплотняющиеся бетоны: модуль упругости и мера ползучести // Строительные материалы. 2009. №6.

60. Несветаев Г.В. Бетоны: учебно-справочное пособие. Ростов н/Д.: Феникс, 2011. 381 с.

61. Несветаев Г.В. Некоторые вопросы применения добавок для бетонов // Бетон и Железобетон. 2011. №1. С. 78-80.

62. Несветаев Г. В, Давидюк А. Н. Самоуплотняющиеся бетоны: прочность и проектирование состава //Строительные материалы. 2009. № 5. С. 54-57.

63. Несветаев Г.В. Технология самоуплотняющихся бетонов // Строительные материалы. 2008. №3. С. 24-29.

64. Низина Т.А., Селяев В.П., Балыков А.С., Володин В.В., Коровкин Д.И. Оптимизация составов многокомпонентных мелкозернистых фибробетонов, модифицированных на различных масштабных уровнях // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2017. Т. 9. № 2. С. 43-65.

65. Nizina T.A., Balykov A.S., Volodin V.V., Korovkin D.I. Fiber finegrained concretes with polyfunctional modifying additives // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 4 (72). С. 73-83.

66. Низина Т.А., Пономарев А.Н., Балыков А.С. Мелкозернистые дисперсно-армированные бетоны на основе комплексных модифицирующих добавок // Строительные материалы. 2016. № 9. С. 68-72.

67. Пухаренко Ю.В. Принцип формирования структуры и прогнозирование прочности фибробетонов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2004. №10. С. 47-50.

68. Pucharenko Yu., Morozov V. Structural model and strength predicting of fiber-reinforced concrete // World Applied Sciences J. 2013. Vol. 23, Spec. iss. (Problems of architecture and construction). P. 111-116.

69. Пухаренко Ю.В., Инчик В.В., Пантелеев Д.А., Жаворонков М.И. Проектирование составов полиармированных фибробетонов // Вестник гражданских инженеров. 2018. № 3 (68). С. 118-122.

70. Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции. М.: АСВ, 2004. 560 с.

71. Рабинович Ф.Н. Композиты на основе дисперсно-армированных бетонов. М. : Изд-во АСВ, 2011. 642 с.

72. Рамчандран В. Наука о бетоне: Физ.-хим. бетоноведение/пер. с англ./В.Рамчандран, Р.Фельдман, Дж. Бодуэн.-М.: Стройиздат, 1986.-288 с.

73. Камалова З.А., Рахимов Р.З., Ермилова Е.Ю., Стоянов О.В. Суперпластификаторы в технологии изготовления композиционных бетонов// Вестник Казанского технологического университета, 2013, т. 16, №8 - с.148-152.

74. Камалова З.А., Ермилова Е.Ю., Рахимов Р.З., Стоянов О.В. Влияние ускорителей на кинетику твердения композиционного цементного камня с добавкой супер- и гиперпластификатора // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 15. С. 40-43.

75. Рахимов Р.З. Фибробетон - строительный материал XXI века // Экспозиция - бетон и сухие смеси. 2008. № 2б (54). С. 35-42.

76. Ратинов В.Б., Розенберг Т.И. Добавки в бетон,-М.: Стройиздат, 1989-188 с.

77. Ушеров-Маршак А.В. Добавки в бетон: прогресс и проблемы // Строительные материалы, 2006.-№10.-С.8-12.

78. Степанова В.Ф., Фаликман В.Р. Проблемы обеспечения долговечности бетонных и железобетонных конструкций сегодня // В сборнике: Вторые полаковские чтения 2017. С. 97-111.

79. Морозов Н.М., Авксентьев В.И., Боровских И.В., Хозин В.Г. Применение отсевов дробления щебня в самоуплотняющихся бетонах // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 7 (42). С. 26-31.

80. Шейнфельд А.В. Органоминеральные модификаторы как фактор, повышающий долговечность железобетонных конструкций // БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОН. 2014. №3. С.16-21.

81. Okamura H., Ouchi M. Self-Compacting Concrete // Advanced Concrete Technology. 2003. No. 1. Pp. 5-15.

82. Okamura H., Ouchi M. Self-compacting high performance concrete // Progress in Structural Engineering and Materials. - 1998. - Vol. 1, Issue 4. - P. 378-383.

83. Collepardi M. Self Compacting concrete: what is new? // Proc. IV International Conference. Ottawa (Canada), 2004. p. 13-19.

84. Collepardi M. Recent Developments in Superplasticizers / M. Collepardi, M. Valente // the 8th International Conf. on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, 2006: Proc. — Sorrento (Italy), 2006. — P. 1)14.

85. Kim Hong - Sam, Lee, Sang-Ho, Moon Han - Young Strength properties and durability aspects of high strength concrete using Korean metakaolin. // Construction and Building Materials Journal. 2007. №1. Р. 128.

86. S. Wild, J.M. Khatib, A. Jones, Relative strength, pozzolanic activity and cement hydration in superplasticised metakaolin concrete, Cem. Concr. Res. 26 (10) (1996) P.1537 - 154.

87. Hillemeier, B.; Buchenau, G.; Herr, R.; Huttl, R.; KluBendorf, St.; Schubert, K.: Spezialbetone, Betonkalender. - 2006.- 1, Ernst & Sohn. - P. 534549.

88. Grunewald S. "Performance based design of self compacting fiber reinforced concrete", Ph.D. thesis, Delft University of Technology, Netherlands. (2004).

89. Wallevik, O.H., -Practical description of rheology of SCC", SF Day at the Our World of Concrete, Singapore, August, 2002, p. 42.

90. Wallevik, O.H., -Rheology - A Scientific Approach to Develop Self-Compacting Concrete", 3rd Int. Symposium on SCC, Rilem, Reykjavik, August, 2003, pp. 23-31.

91. Lazniewska-Piekarczyk, B. The influence of selected new generation admixtures on the workability, air-voids parameters and frost-resistance of self compacting concrete / B. Lazniewska-Piekarczyk // Construction and Building Materials. -Vol. 31. - 2012. - P. 310-319.

92. EFNARC: Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete. Farnham, February 2002

93. The European Guidelines for Self Compacting Concrete, Specification, Production and Use // UK, 2005. 21 p.

94. Белов, В.В. Компьютерная трехмерная модель хаотичной упаковки частиц композиционного материала / В.В. Белов, И.В. Образцов, А.Г. Реунов // Мат-лы IV Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Под общ. Ред. Королева Е.В. Пенза: ПГУАС. 2009. С.4.

95. Белов, В.В. Теоретические основы методики оптимизации гранулометрического состава композиций для изготовления безобжиговых строительных конгломератов / В.В. Белов, М.А. Смирнов // Российская академия архитектуры и строительных наук. Вестник отделения строительных наук. Научное издание. Вып. 15. - Москва-Орел-Курск. 2011. 328 с. (С.175-179).

96. Белов, В.В. Формирование оптимальной макроструктуры строительной смеси / В.В. Белов, М.А. Смирнов // Строительные материалы. 2009. №9. С.88-90.

97. Павлова, Г.А. Эффективный способ повышения качества бетонов на основе фракционированных песков / Г.А. Павлова, Д.Д. Хамидулина // Технологии бетонов. 2008. №2. С.56-57.

98. Петропавловская, В.Б. Оптимизация внутренней структуры дисперсных систем негидратационного твердения / В.Б. Петропавловская, В.В. Белов, Т.Б. Новиченкова // Строительные материалы. 2010. №7. С.22-23.

99. Белов В.В., Смирнов М.А. Инновационные решения в технологии высокотехнологичных бетонов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Физико-химические проблемы и высокие технологии строительного материаловедения. 2015. № 2 (11). С. 46-50.

100. Рыжов, И.Н. Самоуплотняющиеся бетонные смеси. Производство и применение /И.Н.Рыжов, А.Н. Романов // Цемент. Бетон. Сухие строительные смеси. 2008. № 1. С. 71-77.

101. Фаликман, В.Р. Поликарбоксилатные гиперпластификаторы: вчера, сегодня, завтра / В.Р. Фаликман // Популярное бетоноведение. № 2 (28), 2009. - С. 86-90

102. Рекомендации по подбору составов бетонных смесей для тяжелых и мелкозернистых бетонов. Методическое пособие / Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве». Москва. 2016, -100с.

103. Войлоков И.А. Самоуплотняющиеся бетоны. Новый этап развития бетоноведения // Экспозиция бетоны и сухие смеси. 2008. - №4/Б (65). - С. 5-8.

104. Adekunle S. K., Ahmad S. and Maslehuddin M. The effect of aggregate packing on the performance of SCC using dune sand // Proceedings of the Fifth North American Conference on the Design and Use of Self-Consolidating

Concrete, Chicago,Illinois, USA,May 12-15, 2013 - Adekunle, Ahmad & Maslehuddin.

105. Sakhmenko G. and Birsh J. Concrete mix design and optimization. // 2nd Int. PhD Symposium in Civil Engineering. 1998. Budapest.