Моделирование деформаций усадки высокопрочных самоуплотняющихся легких бетонов на пористых заполнителях

Высокопрочные легкие бетоны нового поколения, изготавливаемые на основе самоуплотняющихся модифицированных цементных систем с использованием легких пористых природных и искусственных заполнителей, являются перспективным строительным материалом, внедрение которого в практику проектирования и возведения монолитных железобетонных конструкций позволит снизить собственный вес несущих элементов при сохранении прочностных характеристик на уровне класса В60 и выше. При этом широкое использование данных бетонов в строительстве сдерживается тем обстоятельством, что в действующей нормативной документации приводятся физико-механические и реологические характеристики для легких бетонов класса по прочности при сжатии не выше В40. Это обусловливает актуальность проведения комплексных экспериментально-теоретических исследований свойств высокопрочных легких модифицированных бетонов при кратковременных и длительных воздействиях с последующим включением в нормы проектирования. Приведено исследование комплекса физико-механических свойств трех оптимизированных составов бетонных смесей, приготовленных соответственно на основе кварцевого песка и керамзитового гравия, керамзитового песка и гравия и туфового песка и гравия. Для полученных на основе данных смесей бетонов исследовано развитие деформаций усадки в зависимости от длительности наблюдения. Показано влияние вида и дозировки крупного и мелкого заполнителей на величину и характер развития усадочных деформаций. На основе методики И.Е. Прокоповича и М.М. Заставы разработан способ теоретического моделирования процесса развития относительных деформаций усадки рассматриваемых бетонов с течением времени.

С.С. КАПРИЕЛОВ^1,2, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Н.И. КАРПЕНКО³, д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
А.В. ШЕЙНФЕЛЬД^1,2, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Г.А. МОИСЕЕНКО^3,4, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Н.М. СЕЛЮТИН^1,5, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
И.М. БЕЗГОДОВ², инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им. А.А. Гвоздева (НИИЖБ), АО «НИЦ «Строительство» (109428, г. Москва, ул. 2-я Институтская, 6)
² Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
³ Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН (127238, г. Москва, Локомотивный пр., 21)
⁴ Московский политехнический университет (107023, г. Москва, ул. Большая Семеновская, 38)5 ООО «Предприятие Мастер Бетон» (109518, г. Москва, ул. Саратовская, 31)

1. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Чилин И.А., Дондуков В.Г., Селютин Н.М. Модифицированные бетоны: реальность и перспективы // Вестник НИЦ «Строительство». 2024. № 40 (1). С. 92–104. EDN: ­NIYJLR. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2024-1(40)-92-104
2. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Джалаль А., Зайцев А.С., Амиров Р.А. Технология возведения конструкций каркасов высотных зданий из высокопрочных бетонов классов В60–В100 // Вестник НИЦ «Строительство». 2022. № 33 (2). С. 106–121. EDN: ­MWKCIE. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-2(33)-106-121
3. Ефременко А.С. Высокопрочные легкие бетоны на основе тонкомолотых композиционых вяжущих с использованием зол террикоников: Монография. СПб.: Наукоемкие технологии, 2019. 128 с.
4. Максимова И.Н., Макридин Н.И. Строительное материаловедение конструкционных легких бетонов: Монография. Пенза: ПГУАС, 2014. 204 с.
5. Arthur Wendling, Kavitha Sadhasivam, Royce W. Floyd. Creep and shrinkage of lightweight self-consolidating concrete for prestressed members. Construction and Building Materials. 2018. No. 167, pp. 205–215. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.02.017
6. Szydłowski, R.S.; Łabuzek, B. Experimental evaluation of shrinkage, creep and prestress losses in lightweight aggregate concrete with sintered fly ash. Materials (Basel). 2021 Jul 13;14(14). 3895. EDN: ­BUXVEA. https://doi.org/10.3390/ma14143895
7. Безгодов И.М., Капустин Д.Е., Ефишов Л.И. Физико-механические и реологические характеристики высокопрочного бетона и гранита // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 8. С. 48–56. EDN: ­DVJPYU.
https://doi.org/10.33622/0869-7019.2024.08.48-56
8. Kaprielov S., Sheynfeld A., Selyutin N. Control of heavy concrete characteristics affecting structural stiffness. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. No. 18 (1), pp. 24–39. EDN: ­DWQTHT.
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-1-24-39
9. Bezgodov I., Kaprielov S., Sheynfeld A. Relationship between strength and deformation characteristics of high-strength self-comacting concrete. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2022. No. 18 (2), pp. 175–183. EDN: ­AVEAKR. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-175-183
10. Jian-Xin Lu, Peiliang Shen, Hafiz Asad Ali, Chi Sun Poon. Mix design and performance of lightweight ultra high-performance concrete. Materials & Design. 2022. Vol. 216. 110553. EDN: ­CBTCJS.
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110553
11. Jian-Xin Lu, Peiliang Shen, Haibing Zheng, Hafiz Asad Ali, Chi Sun Poon. Development and characteristics of ultra high-performance lightweight cementitious composites (UHP-LCCs). Cement and Concrete Research. 2021. Vol. 145. 106462. EDN: ­MBVGBB. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2021.106462
12. Ye Shi, Guangcheng Long, Xiaohui Zen, Youjun Xie, Taoping Shang. Design of binder system of eco-efficient UHPC based on physical packing and chemical effect optimization. Construction and Building Materials. 2021. Vol. 274. 121382. EDN: ­CTXGRC. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121382
13. Jian-Xin Lu, Peiliang Shen, Hafiz Asad Ali, Chi Sun Poon. Development of high performance lightweight concrete using ultra high performance cementitious composite and different lightweight aggregates. Cement and Concrete Composites. 2021. Vol. 124. 104277. EDN: ­KCIMAS. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2021.104277
14. Shurbert-Hetzel C., Daneshvar D., Robisson A., Shafei B. Data-enabled comparison of six prediction models for concrete shrinkage and creep. Case Studies in Construction Materials. 2023. Vol. 19. e02406. EDN: ­OVNDON. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e02406
15. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Карпенко Н.И., Селютин Н.М., Моисеенко Г.А., Безгодов И.М. Влияние вида заполнителя на физико-технические характеристики высокопрочных самоуплотняющихся цементных систем // Бетон и железобетон. 2025. № 627 (2). С. 27–42. EDN: ­TSNYUO. https://doi.org/10.37538/0005-9889-2025-2(627)-27-42
16. Каприелов С.С., Шейнфельд А.В., Карпенко Н.И., Селютин Н.М., Моисеенко Г.А., Безгодов И.М. Прочностные и деформационные характеристики высокопрочных самоуплотняющихся легких бетонов на искусственных и природных пористых заполнителях // Бетон и железобетон. 2025. № 3 (628). С. 52–68. EDN: ­SWWFTR. https://doi.org/10.37538/0005-9889-2025-3(628)-52-68
17. Домарова Е.В. Влияние ползучести на напряженно-деформированное состояние железобетонных многоэтажных зданий // Строительство и реконструкция. 2022. № 3. С. 14–22. EDN: ­ARJGKZ. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-101-3-14-22
18. Kaprielov S., Sheinfeld A. Influence of silica fume / fly ash / superplasticizer combinations in powder-like complex modifiers on cement paste porosity and concrete properties. Sixth CANMET/ACI International Conference on Superplasticizers and other Chemical Admixtures in Concrete. Nice, France, October 2000. Proceedings, pp. 383-400. EDN: ­KRSKLX