Экономическая оценка инновационных технологий производства бетона в условиях неопределённости: управление качеством, суперпластификаторы и биобетон
Ключевые слова:
бетон, стоимость жизненного цикла, управление качеством, коэффициент вариации, суперпластификатор, биобетон, метод Монте-Карло, TOPSIS, углеродный следАннотация
В статье выполнена сравнительная экономическая оценка шести технологических вариантов производства товарного бетона класса B30, сочетающих цифровое управление качеством, применение поликарбоксилатного суперпластификатора и технологию самовосстанавливающегося биобетона. Составы подобраны по формуле Боломея–Скрамтаева с учётом фактической изменчивости прочности. Стоимость жизненного цикла на горизонте 50 лет рассчитана по методологии ISO 15686-5 с вероятностным моделированием методом Монте-Карло (10 000 реализаций) по 13 неопределённым параметрам; цены цемента приняты по данным Узбекской республиканской товарно-сырьевой биржи за 2024–2026 гг. Дополнительно оценены выбросы CO₂, влияние теневой цены углерода и интегральный рейтинг вариантов методом TOPSIS. Установлено, что снижение коэффициента вариации прочности с 13,5 до 10 % является единственной мерой, снижающей одновременно стоимость и выбросы, и обеспечивает минимальную стоимость жизненного цикла в 90 % реализаций. При текущих биржевых ценах цемента суперпластификатор увеличивает материальные затраты на 2,6–5,8 %, но становится экономически выгодным при теневой цене углерода выше 381 тыс. сум/т CO₂. Биобетон снижает стандартное отклонение стоимости жизненного цикла на 61 %, однако выигрывает по ожидаемой стоимости лишь при стоимости ремонта выше 1,0 млн сум на 1 м³. Обоснованы рекомендации для предприятий и государственных заказчиков.
Библиографические ссылки
Производство цемента в Узбекистане достигло 12,1 млн тонн // UzDaily.uz. – 2026. URL: https://www.uzdaily.uz/ru/proizvodstvo-tsementa-v-uzbekistane-dostiglo-121-mln-tonn/
В 2025 году Узбекистан собирается произвести 18,5 млн тонн цемента // Jcement.ru. – 2025. – 6 мая. – URL: https://jcement.ru/content/news/v-2025-godu-uzbekistan-sobiraetsya-proizvesti-18-5-mln-tonn-tsementa/
Узбекистан снизит налог на добычу гипса и смягчит требования к продаже цемента // Gazeta.uz. 2025. 31 октября. URL: https://www.gazeta.uz/ru/2025/10/31/gips/
На Узбекской республиканской товарно-сырьевой бирже снизились цены на полиэтилен, цемент и карбамид // Yuz.uz. 2026. 17 августа. URL: https://yuz.uz/ru/news/na-uzbekskoy-respublikanskoy-tovarno-srevoy-birje-snizilis-tsen-polietilen-tsement-i-karbamid
Scrivener K.L., John V.M., Gartner E.M. Eco-efficient cements: Potential economically viable solutions for a low-CO₂ cement-based materials industry // Cement and Concrete Research. – 2018. – Vol. 114. – P. 2–26.
Habert G., Miller S.A., John V.M., Provis J.L., Favier A., Horvath A., Scrivener K.L. Environmental impacts and decarbonization strategies in the cement and concrete industries // Nature Reviews Earth & Environment. – 2020. – Vol. 1. – P. 559–573.
Постановление Президента Республики Узбекистан от 04.10.2019 № ПП-4477 «Об утверждении Стратегии по переходу Республики Узбекистан на «зелёную» экономику на период 2019–2030 годов».
Указ Президента Республики Узбекистан от 28.01.2022 № УП-60 «О Стратегии развития Нового Узбекистана на 2022–2026 годы».
ISO 15686-5:2017. Buildings and constructed assets - Service life planning - Part 5: Life-cycle costing. – Geneva: ISO, 2017.
Fuller S.K., Petersen S.R. Life-Cycle Costing Manual for the Federal Energy Management Program: NIST Handbook 135. – Washington: U.S. Government Printing Office, 1996.
Flanagan R., Jewell C., Norman G. Whole Life Appraisal for Construction. – Oxford: Blackwell Publishing, 2005.
Tuutti K. Corrosion of Steel in Concrete: CBI Research Report 4:82. – Stockholm: Swedish Cement and Concrete Research Institute, 1982.
Val D.V., Stewart M.G. Life-cycle cost analysis of reinforced concrete structures in marine environments // Structural Safety. – 2003. – Vol. 25, № 4. – P. 343–362.
Frangopol D.M., Liu M. Maintenance and management of civil infrastructure based on condition, safety, optimization, and life-cycle cost // Structure and Infrastructure Engineering. – 2007. – Vol. 3, № 1. – P. 29–41.
Miller S.A., Horvath A., Monteiro P.J.M. Readily implementable techniques can cut annual CO₂ emissions from the production of concrete by over 20% // Environmental Research Letters. – 2016. – Vol. 11, № 7. – Art. 074029.
Damineli B.L., Kemeid F.M., Aguiar P.S., John V.M. Measuring the eco-efficiency of cement use // Cement and Concrete Composites. 2010. Vol. 32, № 8. P. 555–562.
ГОСТ 18105-2018. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности. – М.: Стандартинформ, 2019.
Neville A.M. Properties of Concrete. 5th ed. – Harlow: Pearson Education, 2011.
Montgomery D.C. Introduction to Statistical Quality Control. 8th ed. – Hoboken: Wiley, 2019.
Plank J., Sakai E., Miao C.W., Yu C., Hong J.X. Chemical admixtures Chemistry, applications and their impact on concrete microstructure and durability // Cement and Concrete Research. – 2015. – Vol. 78. – P. 81–99.
Aïtcin P.-C., Flatt R.J. (eds.) Science and Technology of Concrete Admixtures. – Cambridge: Woodhead Publishing, 2016.
Jonkers H.M., Thijssen A., Muyzer G., Copuroglu O., Schlangen E. Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete // Ecological Engineering. – 2010. – Vol. 36, № 2. – P. 230–235.
Wiktor V., Jonkers H.M. Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete // Cement and Concrete Composites. 2011. Vol. 33, № 7. P. 763–770.
Van Tittelboom K., De Belie N. Self-healing in cementitious materials a review // Materials. – 2013. Vol. 6, № 6. – P. 2182–2217.
De Belie N., Gruyaert E., Al-Tabbaa A., et al. A review of self-healing concrete for damage management of structures // Advanced Materials Interfaces. – 2018. – Vol. 5, № 17. – Art. 1800074.
Seifan M., Samani A.K., Berenjian A. Bioconcrete: next generation of self-healing concrete // Applied Microbiology and Biotechnology. 2016. Vol. 100, № 6. P. 2591–2602.
Silva F.B., Boon N., De Belie N., Verstraete W. Industrial application of biological self-healing concrete: challenges and economical feasibility // Journal of Commercial Biotechnology. – 2015. – Vol. 21, № 1. – P. 31–38.
Metropolis N., Ulam S. The Monte Carlo method // Journal of the American Statistical Association. – 1949. – Vol. 44, № 247. – P. 335–341.
Hwang C.L., Yoon K. Multiple Attribute Decision Making: Methods and Applications. – Berlin: Springer-Verlag, 1981.
Zou Z., Yi Y., Sun J. Entropy method for determination of weight of evaluating indicators in fuzzy synthetic evaluation for water quality assessment // Journal of Environmental Sciences. – 2006. – Vol. 18, № 5. – P. 1020–1023.
Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд-во АСВ, 2011.
ГОСТ 27006-2019. Бетоны. Правила подбора состава. – М.: Стандартинформ, 2019.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
