Старший преподаватель кафедры технологии строительного производства Мария Каган в рамках конкурса грантов на выполнение научно-исследовательских работ, организованного СПБГАСУ, в 2026 году реализовала проект под названием «Разработка технологии устройства технологических швов и стыков в железобетонных конструкциях». Актуальность данной тематики заключается в широком использовании различных типов железобетонных конструкций — монолитных, сборных и сборно-монолитных — в современном строительстве.
Наиболее проблемными зонами в данном контексте являются технологические швы, где происходит соединение «нового» и «старого» бетона. В этих областях часто наблюдается снижение прочности и плотности, что негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках сооружений. Существующие методы подготовки поверхности швов являются трудоемкими и не всегда гарантируют необходимое качество сцепления.
Целью научной работы было усовершенствование технологии формирования стыков и швов, чтобы обеспечить надежный и равнопрочный контакт между бетонами разных возрастов. Для достижения этой цели были решены несколько задач. В процессе исследования было установлено, что на качество соединения существенно влияют физико-химические свойства вновь укладываемой бетонной смеси. В частности, тип вяжущего и уровень водородного показателя затворяющего раствора играют ключевую роль. Исследования доказали, что при контакте с бетонным основанием на портландцементе шлакощелочных бетонных смесей с рН затворителя выше 12 формируется прочное соединение.
Важно отметить, что использование таких смесей позволяет избежать трудоемкой механической зачистки поверхности шва от цементной пленки, что значительно упрощает технологию. Кроме того, была предложена методика, которая позволяет в практических условиях устраивать монолитные горизонтально-ориентированные железобетонные конструкции с рабочим швом бетонирования. При этом показатели по прочности и трещиностойкости находятся на уровне, сопоставимом с показателями монолитных конструкций.
Для оценки технико-экономических показателей применения новой технологии было проведено моделирование строительных процессов при устройстве монолитной плиты перекрытия с технологическим швом бетонирования. Результаты показали, что применение предложенной технологии позволяет сократить срок выполнения работ на 15 процентов при незначительном увеличении трудозатрат — всего на 1 процент. Также было выяснено, что себестоимость шлакощелочной смеси ниже на 42 процента по сравнению с портландцементным аналогом.
Научная новизна данной работы заключается в разработке методических подходов, которые позволяют выбирать технологии устройства швов бетонирования и замоноличивания стыков железобетонных конструкций на основе критериев, связанных с обеспечением прочности бетона в контактной зоне. Также были предложены технологические параметры укладываемой бетонной смеси с учетом способов обработки поверхности «старого» бетона и его возраста. Важным достижением стало развитие научных представлений о теоретических основах подбора технологических параметров для устройства рабочих швов бетонирования в железобетонных конструкциях с использованием бесклинкерных бетонных смесей щелочной активации.
С учетом реализации политики ресурсосбережения, как на уровне государства, так и в мировом масштабе, разработки, связанные с использованием техногенного сырья и вторичных материальных ресурсов, приобретают особое значение. Это актуально для всех регионов России, что согласуется с концепцией стратегического развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства страны до 2030 года с прогнозом до 2035 года. Предлагаемые технологические решения с использованием бесклинкерных бетонов щелочной активации, которые более энергоэффективны и включают отходы металлургической промышленности, имеют большое значение для будущего отрасли.
Технология уже прошла опытно-производственную апробацию и была рекомендована к внедрению в строительные компании. Полученные результаты могут быть использованы при разработке проектов производства работ, а также технологических карт на устройство монолитных горизонтально-ориентированных железобетонных конструкций, таких как плиты перекрытий и фундаментные плиты, а также на устройство стыковых соединений сборных железобетонных конструкций.
Результаты исследования представляют интерес для проектных и строительных организаций, позволяя уже на этапе проектирования закладывать эффективные и экономически целесообразные решения, которые обеспечат высокое качество и эксплуатационную надежность железобетонных конструкций. Кроме того, материалы исследования могут быть применены в образовательном процессе СПБГАСУ для подготовки специалистов строительного профиля.
Данная новость публикуется в рамках исполнения гранта СПБГАСУ на 2026 год.