Применение сверхпрочных фибробетонов в транспортном строительстве

Итак, что же такое сверхпрочный фибробетон? Хотя для нашей страны этот материал является инновационным, мировая практика применения исчисляется уже не одним десятком лет. Данный тип материалов характеризуют несколько базовых свойств, а именно: высокая прочность на сжатие, которая составляет от 150 до 250 МПА, высокая прочность на растяжение, которая при изгибе составляет от 50 до 60 МПА, высокая прочность на осевое растяжение, при чем одно из уникальных свойств – это наличие остаточной прочности на растяжение после начала трещинообразования. Такое свойство достигается благодаря большому количеству стальной фибры в матрице, более 150 килограмм на кубический метр. Благодаря инновационной бетон-матрице материал обладает абсолютной водонепроницаемостью, что в свою очередь обеспечивает экстремально высокие показатели морозостойкости, стойкости к солям и кислотам, а также любому абразивному воздействию.

Первый проект с применением СПФБ в 1998 г., это атомная электростанция во Франции. Здесь происходила замена стальных конструкций, несущих внутри каждой из градирин. Из-за химического состава воды среда очень агрессивная, металл достаточно быстро приходит в негодность и требует ремонта. Поэтому принято решение применить балки целиком из сверхпрочного фибробетона. Балки длиной 14 метров, были изготовлены в количестве 2400 шт., лишь с двумя преднапряженными канатами и без поперечного армирования. Состав тот же, что локализован у нас в стране, прочность 150 МПА, 2% содержание фибры.

Спустя 22 года, провели испытания балок, были взяты образцы-свидетели, которые изначально были заложены в конструкцию. Проверили на прочность, в том числе осмотрели визуально состояние фибры и канатов внутри. Все в прекрасном состоянии, ничего не координирует, и по сей день продолжает эксплуатироваться.

Одно из важных показателей СПФБ – прочность при сжатии. Она высокая, стоит отметить, что у СПФБ с фиброй остается достаточно высокая остаточная прочность при повторном нагружении.

Еще одна из основных характеристик- прочность при растяжении. Главное отличие СПФБ от обычных фибробетонов это наличие остаточной прочности после начала трещинообразования

То есть у нас появляются первые трещины и после них мы имеем так называемую зону «квази-упрочнения», когда после значения поведения в упругой зоне 9 МПА получаем дополнительную характеристику после начала трещинообразования, до 14 МПА. Это ключевое отличие, которое позволяет при проектировании делать совершенно другие формы, конструкции, отличные от конструкций с железобетоном, или с фибробетоном.

Данный продукт полностью локализован у нас в стране. В 2023 в Воскресенске (Московская область) построен и запущен завод сухих строительных смесей. В ближайшее время мы начнем строительство еще одного такого завода в Вольске (Саратовская область). Имеется парк мобильных миксеров, которые мы размещаем на объекте строительства или в цеху завода для производства ЖБИ из СПФБ. Собственный аккредитованный испытательный центр в Москве, техническая поддержка всех этапов проекта. Имеется СТО, который сейчас в процессе согласования с Росавтодором и ожидаем в конце текущего года выхода ГОСТ на данный материал.

Один из примеров производство карнизных блоков из СПФБ, которые применили при строительстве автомобильной дороги М12.

Были проведены натурные испытания карнизного блока. Блок испытали нагрузкой в 2 раза превышающую расчетную. При этом он не разрушился. Расчетные значения на выдергивание арматуры были превышены.

Прогнозируемый срок эксплуатации карнизных блоков более 100 лет. При этом стоимость изделия сопоставима с текущими ценами на карнизные блоки из стеклофибробетона.

Еще одно из применений СПФБ, которое наиболее перспективно – это ремонт и усиление искусственных сооружений. Концепция этого решения состоит в том, что материал с такими повышенными характеристиками мы укладываем поверх существующего железобетона.

Получаем композитную конструкцию, где железобетон с прочностью 35–40 МПа начинает совместно работать с СПФБ прочностью 150 Мпа.

Материал СПФБ долговечен, водонепроницаем и по сути выполняет функцию гидроизоляции.

За счет чего обеспечивается совместная работа двух бетонов? У обычного бетона пористая структура, а у СПФБ мелкодисперсная. СПФБ проникает в поры обычного бетона и тем самым обеспечивая двойную адгезию- физическую и химическую.

Еще один пример пилотного проекта применения СПФБ – пункт взимания платы, нагруженная зона разгона-торможения. СПФБ был уложен поверх индукционной плиты, и находится в эксплуатации с августа 2023 г.

Еще одно потенциальное применение СПФБ – это несъемная опалубка для устройства парапетных ограждений на эстакадах

Производят такие опалубки из СПФБ толщиной всего лишь 20 мм. Затем опалубку из высокопрочного бетона доставляют на объекте и заполняют бетонной смесью. Как итог – снаружи максимально долговечное изделие, которое не боится противогололедных реагентов, его не нужно красить или обрабатывать, с классом поверхности А1-А3.

Завод по производству парапетных блоков начал работать в г. Коломна Московской области.