ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ БОЛЬШЕПРОЛЁТНЫХ ПУСТОТНЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРОКРЕМНЕЗЁМА
DOI:
https://doi.org/10.55287/22275398_2026_60_29Ключевые слова:
большепролётная плита, многопустотная плита, микрокремнезём, гибкая планировка, высокопрочный бетон, модуль упругости, тепловлажностная обработкаАннотация
Переход к современному жилью с гибкой планировкой требует увеличения пролётов перекрытий. Традиционные многопустотные плиты высотой 220 мм рассчитаны на пролёт до 9 м, тогда как перекрытие 12 м традиционно требует увеличения высоты сечения до 250-400 мм, что ведёт к росту массы и материалоёмкости. Цель исследования - обосновать возможность сохранения стандартной высоты сечения плиты (220 мм) при увеличении расчётного пролёта до 12 м за счёт применения бетона, модифицированного микрокремнезёмом (МКЗ). Применена комбинированная методика, включающая экспериментальный подбор составов бетона с добавлением ультрадисперсного МКЗ-85 (от 10 до 30% от массы цемента) и суперпластификатора СП-1, испытания образцов на прочность после тепловлажностной обработки (ТВО), а также расчётную оценку несущей способности и деформативности плит по двум группам предельных состояний.
Установлено, что введение МКЗ повышает прочность бетона на 40–70% и увеличивает модуль упругости на 10-15% при одновременном снижении расхода цемента до 50%. Расчётная оценка показала, что плиты из бетона класса В35 с МКЗ удовлетворяют требованиям по прочности и трещиностойкости для пролёта 9 м. Для пролёта 12 м лимитирующим фактором является деформативность, однако за счёт повышенного модуля упругости расчётный прогиб снижается до нормативных значений (45 мм, f ≤ l/267). Экономический анализ выявил снижение стоимости 1 м³ бетонной смеси на 200–450 рублей и сокращение времени ТВО на 3-4 часа. Применение микрокремнезёма позволяет увеличить расчётный пролёт многопустотных плит на 33% (с 9 до 12 м) без увеличения высоты их сечения и снижения несущей способности. Данное решение обеспечивает возможность создания зданий с гибкой планировкой (свободные пространства до 9×9 м без промежуточных колонн), увеличивает срок моральной стойкости жилья до 80–100 лет и способствует утилизации техногенных отходов. Технология признана технически и экономически обоснованной для внедрения на заводах ЖБИ.
Библиографические ссылки
1. Vasilenko, M. E., Levkina, E. V., & Malysheva, V. V. (2017). Sovershenstvovanie bukhgalterskoy otchetnosti v sootvetstvii s mezhdunarodnymi standartami finansovoy otchetnosti [Improvement of financial reporting in accordance with international financial reporting standards]. Territoriya novykh vozmozhnostey. Vestnik Vladivostokskogo gosudarstvennogo universiteta ekonomiki i servisa, 9(4), 66–80. https://doi.org/10.24866/VVSU/2073-3984/2017-4/66-80 [in Russian]. DOI: https://doi.org/10.24866/VVSU/2073-3984/2017-4/66-80
2. Levkina, E. V., Sakharova, L. A., & Denisevich, E. I. (2022). Otsenka ekonomicheskoy bezopasnosti regiona (na primere Primorskogo kraya) [Assessment of the economic security of a region: The case of Primorsky Krai]. Ekonomika, predprinimatelstvo i pravo, 12(9), 2529–2542. https://doi.org/10.18334/epp.12.9.116259 [in Russian]. DOI: https://doi.org/10.18334/epp.12.9.116259
3. Potapov, V., Efimenko, Y., Fediuk, R., & Gorev, D. (2021). Effect of hydrothermal nanosilica on the performances of cement concrete. Construction and Building Materials, 269, Article 121307. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121307 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121307
4. Nikolaev, S. V. (2013). Sotsialnoe zhilyo na novom etape sovershenstvovaniya [Social housing at a new stage of development]. Zhilishchnoe stroitelstvo, (3), 2–8. [in Russian].
5. Nagruzova, L. P., Ekler, N. A., & Glazyrina, E. A. (2021). Mnogopustotnye prednapryagaemye plity perekrytiya bolshoy dliny iz betona s mikrokremnezemom [Long-span prestressed hollow-core concrete slabs with microsilica]. In Materialy mezhdunarodnoy konferentsii [Proceedings of the International Conference] (pp. 1–4). Khakass State University. [in Russian].
6. Nagruzova, L. P., Tikhonova, O. P., Pirogov, D. V., Gerasimenko, I. V., & Kurbatova, M. N. (2024). Mnogopustotnye prednapryagaemye bolsheprolyotnye plity v Respublike Khakasiya [Long-span prestressed hollow-core slabs in the Republic of Khakassia]. Sovremennye problemy stroitelstva [Modern Problems of Construction], 1–3. [in Russian].
7. Bazhenov, Yu. M., Fediuk, R. S., & Lesovik, V. S. (2019). Obzor sovremennykh vysokoeffektivnykh betonov [Review of modern high-performance concretes]. In Naukoemkie tekhnologii i innovatsii: Elektronnyy sbornik dokladov mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 65-letiyu BGTU im. V. G. Shukhova [High Technologies and Innovations: Electronic Proceedings of the International Scientific and Practical Conference Dedicated to the 65th Anniversary of Belgorod State Technological University named after V. G. Shukhov] (pp. 45–49). [in Russian].
8. de Oliveira, L. B., Marvila, M. T., Pereira, E. C., Vieira, C. M. F., de Azevedo, A. R. G., & Fediuk, R. (2022). Durability of geopolymers with industrial waste. Case Studies in Construction Materials, 16, Article e00839. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e00839 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00839
9. Akhayere, E., & Kurtis Onochie, K. (2025). Influence of sustainable synthesized nano silica enhanced with plastic waste on the mechanical properties of concrete: A comparative study on varying temperatures. Next Research, 2(4), Article 100946. https://doi.org/10.1016/j.nexres.2025.100946 DOI: https://doi.org/10.1016/j.nexres.2025.100946
10. Ngo, T. V., Nguyen, N. T., Le, B. H., Tran, M. Q., Hoang, V. H., & Tran, B. H. (2025). Development of green ultra-high-performance concrete with low cement content using mineral powders and nano-silica extracted from rice husk ash. Case Studies in Construction Materials, 23, Article e05537. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2025.e05537 DOI: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2025.e05537
11. Huang, Y., Wu, X., Fang, C., Wang, X., Liu, C., & Su, H. (2025). Study on water permeability of hydraulic concrete under freeze-thaw deterioration based on microscopic pore structure evolution. Construction and Building Materials, 504, Article 144502. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.144502 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.144502
12. Wang, J., Xu, H., Wang, W., Yuan, Q., Cao, H., & Wang, D. (2026). Surface modification of waste rubber particles using nano-silica for enhanced strength of rubberized concrete. Journal of Building Engineering, 117, Article 114814. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.114814 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2025.114814
13. Bagheri, H., Mirhosseini, S. M., Hassani Joshaghani, A., Zeghami, E., & Karimi, A. (2025). Investigating the role of chemically modified PET in enhancing the properties of green concrete with nano silica under freeze-thaw conditions. Results in Engineering, 28, Article 108527. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.108527 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.108527
14. Yuan, Z., Zhang, Z., Yao, Y., & Lu, C. (2025). Mechanical performance and mechanism of geopolymer concrete with recycled aggregates impregnated by in-situ-generated nano-silica. Construction and Building Materials, 494, Article 143569. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.143569 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.143569
15. Chen, Y., Liu, Z., Zhou, D., Yuan, B., Liu, S., Luo, Z., Li, X., Jin, D., & Xu, F. (2025). Improving interfacial bonding between ordinary Portland cement and geopolymer concrete using acid/alkaline-catalyzed nano-SiO₂ sols: Insights into performance and mechanisms. Construction and Building Materials, 490, Article 142537. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.142537 DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.142537
16. Nagruzova, L. P. (2017). Podbor sostavov betona: V40; V35; V30; V27.5; V25 s primeneniem mikrokremnezyma s privyazkoy k mestnym materialam zavoda «Prior ZhBI», g. Sayanogorsk [Selection of concrete mixes: V40, V35, V30, V27.5 and V25 using microsilica with reference to local materials of the Prior ZhBI plant in Sayanogorsk]. Research report. Abakan: Khakass Technical Institute, Branch of Siberian Federal University, 73 p. [in Russian].
17. Kaprielov, S. S., & Sheinfeld, A. V. (1993). Mikrokremnezem v betone [Microsilica in concrete]. Stroitel'nye materialy [Construction Materials], 1, 55. [in Russian].
18. SP 63.13330.2018. Betonnye i zhelezobetonnye konstruktsii. Osnovnye polozheniya [Concrete and reinforced concrete structures. General provisions]. Moscow: Ministry of Construction of the Russian Federation, 2018, 162 p. Updated edition of SNiP 52-01-2003. [in Russian].
19. Nikolaev, S. V., Shreiber, A. K., & Khayutin, Yu. G. (2014). Innovatsionnost sistemy panelno-karkasnogo domostroeniya [Innovative character of the panel-frame housing construction system]. Zhilishchnoe stroitelstvo, (5), 3–5. [in Russian].
20. Mahadi, M. I. A., Okolnikova, G. E., Obeid, M. A. A., Akoev, F. Sh., & Kissani, M. (2023). Heat treatment of concrete during the cold season. Sistemnye tekhnologii [System Technologies], 3(48), 5–14. DOI: https://doi.org/10.22227/2949-1622.2023.3.32-48
21. Okolnikova, G. E., Soumyadeep, S., & Akoev, F. Sh. (2023). Comparison of finite element method and force method in analysis of frame elements. Sistemnye tekhnologii [System Technologies], 3(48), 24–33.
22. Lalin, V. V., Ngo, H. H., & Vavilova, A. M. (2024). A finite element force method applied to free vibration of rod systems. Sistemnye tekhnologii [System Technologies], 1(50), 34–46.
