За последние 20 лет в России и во многих странах мира появилось новое поколение бетонов, известных под названием High Performance Concrete (HPC). Эти бетоны отличаются высокой прочностью на растяжение при изгибе и при сжатии, морозостойкостью в солях, трещиностойкостью, самоуплотнением, ранним набором прочности. В России высокопрочный бетон использовали при изготовлении элементов тоннеля под улица Большая Дмитровка и тюбингов Лефортовского тоннеля в Москве, а также на ряде других объектов транспортного и промышленного строительства.

Изначально высокопрочные бетоны предназначались для промышленного и гражданского строительства. С открытием материалов нового поколения появилась возможность разработки технологий ремонта асфальтобетонных покрытий с использованием модифицированных бетонов. Благодаря высоким прочностным характеристикам и морозостойкости модифицированных бетонов ремонт асфальтобетонных покрытий с их применением дает возможность устранить колееобразование, ямы, выбоины на дорогах и продлить межремонтный срок службы покрытий. Благодаря раннему набору прочности бетона нового поколения движение на дороге возможно открыть менее чем через одни сутки после окончания ремонта асфальтобетонных покрытий. Выполнение ремонтных работ возможно при низких положительных температурах, за счет этого достигается увеличение строительного сезона. Получение высокопрочных бетонов возможно при использовании стандартных материалов, выпускаемых отечественной промышленностью. Высоких показателей материала можно достичь снижением водоцементного отношения (не выше 0,35) и введением добавок полифункционального действия. Модификаторы цементобетона серии МБ, применяемые в отечественной промышленности, были разработаны в лаборатории модифицированных бетонов НИИЖБ. Модификаторы представляют собой агрегат из ультрадисперсных частиц микрокремнезема, равномерно покрытых затвердевшей адсорбционной пленкой из молекул суперпластификатора С-3 и других органических компонентов модификатора. В качестве воздухововлекающей добавки применяют добавку типа СНВ. Механизм действия модификатора МБ таков: затвердевшая адсорбционная пленка “склеивает” частицы микронаполнителя между собой, способствуя формированию прочных и устойчивых в воздушной среде гранул, но в то же время, являясь водорастворимой, способствует их быстрой дезагрегации при перемешивании модификатора с водой в процессе приготовления бетонной смеси. Для создания составов высокопрочных бетонов, соответствующих требованиям дорожных ремонтных материалов был проведен подбор составов бетонов с определением прочности бетона на сжатие, прочности на растяжение при изгибе, удобоукладываемости бетонной смеси и модуля упругости в зависимости от изменения количественного состава различных компонентов. В качестве материалов для приготовления бетонов применяли гранитный щебень марки 1200, песок природный с Мкр 2,5, старооскольский цемент марки М400 Д0, воздухововлекающую добавку СНВ и модификатор МБ 10-01. В результате исследований были подобраны оптимальные составы модифицированного бетона, который можно использовать для выполнения ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог: заделки ям и выбоин, борьбы с колееобразованием и т.д. Составы бетонов приведены в табл. 1. Таблица 1 № п/п Наименование заполнителя Количество на 1 куб. м Состав № 1 Состав № 2 1 Цемент, кг 497 494 2 Модификатор МБ 10-01, кг 99 (20% от массы Ц) 99 (19% от массы Ц) 3 Песок, кг 447 448 4 Щебень фракции 5-10, кг 477 477 5 Щебень фракции 10-20, кг 715 709 6 Вода, кг 165 163 7 СНВ, кг 7,5 (0,015 от массы Ц) 14,82 (0,03 от массы Ц) Таблица 2 № п/п Наименование заполнителя Количество на 1 куб. м 1 Цемент, кг 494 2 Модификатор МБ 10-01, кг   3 Песок, кг 448 4 Щебень фракции 5-10, кг 480 5 Щебень фракции 10-20, кг 715 6 Вода, кг 165 7 СНВ, кг   Таблица 3 № п/п Наименование показателя Наименование состава Состав № 1 Состав № 2 Эталонный состав 1 Класс (марка) бетона по прочности на сжатие В В 70 В 65 В 25 2 Класс (марка) бетона по прочности на растяжение при изгибе В,ь Вtb 4,4 Btb 6,4 Btb 3,2 3 Марка по морозостойкости (3-й ускоренный метод) F200 F300 F100 4 Подвижность бетонной смеси (ОК), см 4 7 3 5 Объем вовлеченного воздуха, % 4 6 0 6 Отношение В/Ц 0,33 0,33 0,33 Важной особенностью высокопрочного бетона состава № 2 как ремонтного материала является ранний набор прочности. В возрасте одних суток прочность на растяжение при изгибе достигает 5,5 МПа, что соответствует классу бетона Вtb 4,0, а прочность бетона на сжатие составляет 52 МПа (В 40). В возрасте 28 суток прочность на растяжение при изгибе составляет 8,0 МПа, а прочность при сжатии 82 МПа. На рис. 1 и 2 показана кинетика набора прочности исследуемых бетонов. Модуль упругости и коэффициент Пуассона высокопрочного бетона с демпфирующими свойствами (состав № 2), который составил 33,3 . 103 МПа и 0,23 соответственно. Благодаря прочности бетона на сжатие 82 МПа достигается высокая износостойкость ремонтного материала, стойкость против скалывания и истирания, ударная стойкость. Исходя из данных о кинетике набора прочности бетонов (см. рис. 1 и 2) необходимо отметить, что, применяя модифицированный бетон в качестве материала для ремонта асфальтобетонных покрытий дорог, нарезку температурных швов инструментом с алмазными дисками можно производить через 4—6 часов после укладки бетонной смеси (при этом ширина швов составляет не более 3 мм) и открытие движения возможно менее чем через одни сутки после выполнения ремонта. Технология приготовления модифицированных бетонных смесей аналогична технологии приготовления обычных смесей. Отличием является только несколько большее время перемешивания смеси, благодаря введению в бетонную смесь тонкодисперсного материала (микрокремнезема) и растворению пленки суперпластификатора на его гранулах. Применение модифицированного цементобетона дает возможность повысить эффективность ремонта асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог, увеличить их межремонтные сроки службы, устранить появление выбоин, трещин, колееобразования и других деформаций и разрушений на асфальтобетонных покрытиях.