Высокий уровень надежности. Применение гидрошпонок в строительстве
Сегмент производства гидроизоляционных материалов достаточно разнообразен. Сфера их применения также очень широкая. Для гидроизоляции деформационных и рабочих швов различных конструкций часто применяется гидрошпонка. Данный материал востребован в строительстве, но специалисты считают, что весь его потенциал еще не раскрыт.
Гидрошпонка — это профилированное длинномерное изделие (лента), изготовленное способом экструдирования на специализированном оборудовании. Также ее называют гидропрокладкой. Первые прототипы гидрошпонки появились еще в середине прошлого века. Но технология ее производства постоянно совершенствовалась. В настоящее время выпускается множество видов гидрошпонок, область их применения постоянно расширяется.
Качественная защита
Применение гидрошпонок в строительстве носит довольно распространенный характер, отмечает технический руководитель отдела «Инженерная гидроизоляция» СБЕ «Полимерные мембраны и PIR» Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Алексей Цыбенко. По технологии, в большинстве случаев в конструкциях монолитных фундаментов из железобетона, необходимо предусматривать деформационные швы для компенсации возможных деформаций сооружения. Поэтому эксплуатация таких фундаментов нуждается в надежной герметизации швов от воздействия грунтовой воды, т.к. ее попадание внутрь подземных помещений делает их непригодными для эксплуатации. Типичными объектами для применения гидрошпонок являются заглубленные фундаменты из монолитного железобетона, а также разнообразные сооружения транспортного и гидротехнического назначения - такие как тоннели, подпорные стены и плотины.
«Основное преимущество применения гидрошпонок для швов в бетонных конструкциях – это высокий уровень надежности такой герметизации, особенно в сравнении с устаревшими методами. Изделия обладают уникальными характеристиками для данной области применения, они очень прочные, эластичные, химически стойкие и прекрасно замоноличиваются в бетон с образованием прочного соединения», - подчеркивает Алексей Цыбенко.
Генеральный директор компании «ВЕМАТ» Николай Чугунов добавляет, что гидрошпонка идеально подходит и для гидроизоляции рабочих (холодных) швов. В большинстве случаев, в соответствии с технологией производства работ при возведении монолитных заглубленных частей зданий большой протяжённости в процессе заливки бетона делают перерывы в бетонировании. В результате этого в конструкции появляются технологические рабочие швы бетонирования, которые являются плоскостью стыка между затвердевшим и свежеуложенным бетоном. Они потенциально становятся слабым местом для проникновения грунтовых вод под воздействием гидростатического давления в тело строительной конструкции. В последнее время для обеспечения гидроизоляции швов в строительстве широкое применение получили именно гидрошпонки.
Исходя из поставленных задач
Значительная часть гидрошпонок производится из поливинилхлорида (ПВХ). Гидроизоляционные изделия из него наиболее универсальны по области применения. Прекрасно выдерживают перепады температур, устойчивы к химической агрессии. Также гидрошпошки делают из полиэтилена и других материалов. Все данные виды изделий имеют свои характеристики и область применения.
В частности, рассказывает генеральный директор ООО «Спецпроект Инжиниринг» Джанбулат Гасанов, на рынке также присутствуют металлические гидрошпонки, металлические совместно с ПВХ, металлические обработанные битумной мастикой. Исходя из поставленных задач, можно сориентироваться, на какой вид изделия сделать упор. «Металлические гидрошпонки проще всего устанавливать. При этом, короткие, длиной до 2 метров использовать не стоит, так как будет много соединений, а значит и возрастет риск протечки. Чем длиннее гидрошпонка, тем лучше», - поясняет он.
В целом, добавляет Джанбулат Гасанов, сейчас на рынке появляются ранее не предусматриваемые вторичные или дополнительные устройства гидрошпонок. В том числе, такие как системы инъекционных шлангов, а также другие виды гидроизоляционных материалов данного сегмента.
По словам Алексея Цыбенко, совсем недавно в производственном ассортименте компании «Технониколь» появилась специальная гидрошпонка для герметизации холодных швов бетонирования. Шпонка разработана именно для установки в холодных швах «пол-стена», оснащена специальным полимерным профилем, который набухает при контакте с водой и дополнительно герметизирует холодный шов. Геометрические размеры такой шпонки позволяют без труда разместить ее на верхнем ряду арматуры фундаментной плиты. «Также одним из последних наших продуктов для герметизации рабочих швов в монолитных конструкциях является набухающий полимерный профиль. Его применяют при новом строительстве: фундаментов, подземных парковок, тоннелей, коллекторов, дамб и пр. Набухающий полимерный профиль обеспечивает герметизацию швов путем их уплотнения за счет увеличения собственного объёма (набухания) при контакте с водой»,- отмечает специалист.
Ставка на экономию
Эксперты подчеркивают, что применение гидрошпонок экономически выгодно. Как гидроизоляционный материал они достаточно недорогие. Значительная доля исходного сырья российского производства, а значит, на производстве изделия почти не отражается рост курса иностранных валют. Использование гидрошпонок в строительстве позволяет продлить сроки эксплуатации объектов и сооружений, тем самым минимизировав расходы на ремонт.
«Гидрошпонка - это действительно отличная возможность для заказчиков проектов, как для государственных, так и частных экономить значительные денежные средства. Правда, расстояние между ними и производителями данных гидроизоляционных материалов большое. Очень сложно донести идею, что надо именно сейчас потратить достаточное количество средств и именно в таком размере для того, чтобы потом не потратить в несколько раз больше, но уже на ремонт. Не будем лукавить, расширяя взаимодействие с проектом по части гидрошпонок, мы сами в этом заинтересованы в финансовом плане. Заказчик в таком случае тратит больше денег на нас, но не так много, и при этом сокращает расходы на продукцию смежных производителей других систем гидроизоляции, а также лишает заработка подрядных ремонтных организаций»,- подчеркивает Николай Чугунов.
По мнению Джанбулата Гасанова, возобновление замороженных строительств больших гидротехнических сооружений и других аналогичных сложных объектов значительно повысило бы спрос на гидрошпонку. «В 90-х годах прошлого века очень многие из них были законсервированы, если бы начали возобновлять строительство в данной сфере, существенно выросла бы и потребность в наших изделиях. Кроме того, - полагает он, - хорошо было бы, если бы в госзакупках и гостендерах изменили условия и сроки оплаты с трёх месяцев отсрочки на момент поставки продукта и материала. Данное решение органов власти положительно отразилось бы на нашем рынке».
Качественный подход
Инновационные технологии позволяют ускорить дорожное строительство и повысить сроки службы асфальтобетонного покрытия. Однако их масштабному внедрению мешают устаревшие нормативы.
Премьер-министр РФ Дмитрий Медведев порекомендовал регионам активнее внедрять в дорожное строительство новые технологии. С этим предложением он выступил на прошлой неделе в Екатеринбурге на совещании по вопросам реализации национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги». По его словам, в этом году на эту программу из федерального бюджета было выделено 110 млрд рублей. Однако ряд регионов страны (Приморье, Чукотка, Крым) освоили менее трети предоставленных средств.
Глава российского правительства также предложил наращивать в дорожной отрасли долю контрактов на принципах полного жизненного цикла. «Это мировая практика, она позволяет существенно улучшить качество работ и обеспечить последующий мониторинг. Она, конечно, дисциплинирует подрядчиков, которые не заинтересованы в том, чтобы свой брак постоянно переделывать. К концу 2019 года на принципах жизненного цикла в России должен заключаться каждый 10-й контракт на дорожные работы, то есть 10%. Пока удалось достичь показателя приблизительно 7%, поэтому нужно с подготовкой этих документов в целом ряде регионов поторопиться», – подчеркнул Дмитрий Медведев.
Экспериментальный образец
Стоит отметить, что Петербург и Москва в нацпроекте «Безопасные и качественные автомобильные дороги» не участвуют. В соседней Ленобласти на данный момент по годовому плану данная программа реализована приблизительно на 70%. Параллельно идет подготовка проектов, которые должны стартовать в 2020-м. В целом же в Петербурге и Ленобласти власти стараются активно заниматься ремонтом и строительством дорог и вне федеральных программ. Особое внимание чиновники сейчас уделяют качеству проводимых работ. Многие крупные подрядные организации обоих регионов на своих объектах стараются задействовать инновационные технологии, в том числе и собственные. Правда, чаще всего пока в качестве эксперимента или теста.
В частности, компания «ВАД» совместно с «Газпромнефть – Битумные материалы» летом этого года на тестовом участке в Ленобласти задействовала в работе технологию нанесения защитно-восстанавливающего состава «Брит» (ЗВС-Р) на дорожное покрытие. Этот продукт изготавливается на основе раствора битумно-полимерного вяжущего вещества в органических растворителях и восстанавливает поверхностную структуру асфальтобетона, эффективно защищая его покрытие. Предполагается, что использование ЗВС-Р на автомобильных дорогах поможет продлить срок службы асфальтобетонного покрытия на два-три года и снизит затраты на обеспечение межремонтного периода.
Также этим летом компания «ДСК АБЗ-Дорстрой» уложила километровый экспериментальный участок асфальта на трассе Огоньки – Стрельцово – Толоконниково в Ленобласти, по методу объемного проектирования. В данной технологии был использован ЩМА-19 (щебеночно-мастичный асфальт), а не ЩМА-20, требуемый по ГОСТу. Новая смесь призвана помочь снизить колееобразование, возникающее из-за высокой интенсивности движения на дорогах. Отмечается, что срок эксплуатации дорожных одежд с использованием данного материала в полтора-два раза выше, чем у традиционных смесей.
Необходима актуализация
По мнению первого заместителя директора компании «Стройтех» Сергея Ивашова, качественное строительство дорог невозможно без актуализации действующих государственных стандартов. В настоящее время они меняются, но недостаточно быстро, не успевая за появлением все новых технологий, начиная от проектирования, заканчивая повседневной эксплуатацией дорог. Также необходимо своевременно обновлять различные подзаконные акты.
«Другая боль дорожников – это конкурсы. Сейчас заказчику требуется выбрать подрядчика с наибольшим снижением начальной максимальной цены. При этом демпингующая организация – не обязательно «Рога и копыта». Минимизирование цены приводит к тому, что работы выполняются некачественно, а иногда и вовсе не могут быть завершены. Соответственно, проект остается нереализованным, а проведение дополнительного конкурса требует дополнительных средств и времени. Необходимо отходить от проведения аукционов к прямым договорам, но для этого необходимо существенно менять все законодательство», – полагает Сергей Ивашов.
Мнение
Максим Хрипунов, директор Департамента «3D-системы автоматического управления TOPCON» ООО «Геостройизыскания»:
– В настоящее время при проектировании и строительстве активно применяются различные сканирующие системы, предназначенные для оперативного сбора данных, на основе которых создаются проекты. Получение реальных данных о поверхности дороги входит в часть задач системного рабочего процесса, включающего работу системы 3D на асфальтоукладчиках и дорожных фрезах. Преимущества такой технологии: быстрый сбор большого количества данных; четко спрогнозированное использование времени, оборудования и материалов; проектирование с учетом всех требований и критериев; выполнение работ по фрезерованию и укладке; работа с переменным слоем; интеллектуальное уплотнение.
Сергей Луценко, генеральный директор компании «Дорианс»:
– Сейчас все говорят о необходимости применения BIM-технологий при проектировании дорог. Эту позицию мы поддерживаем и в своих проектах задействуем информационное моделирование. Но в целом, чтобы эти технологии действительно показали свою эффективность, важно их задействовать всем, а не только проектировщикам. Сейчас, к сожалению, они почти не используются при согласовании с заказчиками, представителями ресурсоснабжающих организаций и др. В частности, специалист может с помощью BIM быстро подготовить проект, но далее экспертиза все равно от него попросит чертежи в PDF-файле. С одной стороны, мы внедряем прогрессивную программу, с другой – барьеры для ее эффективного использования сохраняются.
Михаил Смирнов, продакт-менеджер направления «Ремонт бетона» подразделения строительной химии Master Builders Solutions концерна BASF:
– Пока, на наш взгляд, распространение инновационных технологий в дорожной отрасли идет достаточно медленно. Несмотря на их очевидные плюсы, производителям все еще приходится убеждать дорожников, что подобные подходы оправдывают свою стоимость. В целом же решений, способных обеспечить быстрый и качественный ремонт мостов и дорог, на рынке достаточно много. Но хотелось бы отметить, что ставка должна делаться на комплексное использование существующих решений. В частности, составы для ремонта бетона, его вторичной защиты и гидроизоляции необходимо подбирать с учетом индивидуальных особенностей объекта.
Купол как уникальная конструкция
Лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство» совместно с ООО «ЦНИПС ЛДК» разрабатывает проекты большепролетных каркасов покрытия из клееных деревянных конструкций (КДК). По их проектам построено более 10 аквапарков по всей России. Крупнейший из них – аквапарк «Питерлэнд» в парке 300-летия Санкт-Петербурга. Об особенностях проекта «Строительному Еженедельнику» рассказал заведующий лабораторией деревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко Александр Погорельцев:
– В бассейнах и аквапарках КДК имеют преимущества перед конструкциями из металла или железобетона. Для них хлорирование или озонирование воды создает агрессивную среду, нейтральную для древесины.
В ТРК «Питерлэнд» смонтирован ребристый купол диаметром 90 м и высотой 45 м. Особенности конструкций связаны в основном с его габаритами. В плане меридиональные ребра купола опираются с шагом 14,5 м на нижнее железобетонное кольцо и на стальное верхнее кольцо диаметром 5 м. Основные ребра длиной около 60 м выполнены в виде серповидных сборных ферм и сами по себе являются уникальными в части принятых конструктивных решений, изготовления, сборки и монтажа. На эти ребра с шагом 6 м опираются девять криволинейных кольцевых элементов, из которых два – верхний и нижний – являются опорами для 60 промежуточных меридиональных ребер. Нижний кольцевой элемент выполнен в виде горизонтальной фермы, воспринимающей реакции опор от промежуточных ребер и нагрузки от кольцевой технологической площадки. Остальные кольца являются распорками между меридиональными ребрами для обеспечения их устойчивости.
В конструкции купола реализованы основные принципы «системы ЦНИИСК», все основные узлы и стыки поясов серповидных ребер выполнены на наклонно вклеенных стержнях и V-образных анкерах. Это уникальная система узловых соединений, основанная на вклеивании в древесину арматурных стержней периодического профиля. Россия обладает приоритетом в области подобных узловых соединений деревянных конструкций.
Все жесткие стыки ребер и соединения закладных деталей со стержнями, вклеенными на заводе и на монтаже, выполнены ручной сваркой. Экспериментальные исследования, проведенные в ЦНИИСК с целью оценки влияния сварки на соединения, показали, что существующий «психологический» барьер при сварке деревянных конструкций успешно преодолевается. При соблюдении нескольких рекомендаций сварка практически не сказывается на несущей способности соединений.
Меридиональные ребра состоят из четырех отправочных блоков полной заводской готовности, соединяемых на монтаже жесткими стыками на сварке. Все блоки по торцам снабжены выпусками V-образных анкеров и закладными деталями.
Проблемы допусков по длине для меридиональных ребер решены с помощью зазоров около 40 мм между торцами поясов, заполняемых полимербетоном после сварки V-образных анкеров и стальных полос. Этим достигается плотный контакт по площадкам сжатия.
Треугольная решетка меридиональных ребер включает горизонтальные и вертикальные элементы. Горизонтальные соединены с поясами на цилиндрических нагелях и шпильках, а вертикальные – с усилием растяжения до 40 т – путем сварки выпусков вклеенных стержней и закладных деталей на раскосах.
Сборка и монтаж меридиональных ребер производились в три этапа: сначала на жестком горизонтальном стенде производилась предварительная сборка блоков в проектных габаритах, затем окончательная сборка в вертикальном стальном стенде с последующей установкой блоков в проектное положение.
Из-за кризиса 2008 года после монтажа каркаса купола строительство было приостановлено – и возобновлено только в 2011 году. В результате влажность древесины, не защищенной от атмосферных осадков, значительно превысила величину равновесной влажности, соответствующей условиям эксплуатации. Быстрое завершение строительства и ввод в эксплуатацию могли привести к неравномерной усушке древесины и, как следствие, к появлению значительных трещин и расслоений. Разработанные в ЦНИИСК рекомендации по обеспечению температурно-влажностного режима при завершении строительства позволили избежать этих проблем.