Сухие строительные смеси
С развитием технологий в строительстве прочно заняли свое место сухие смеси. Сухие строительные смеси (ССС)– это многокомпонентные, составы на основе наполнителей, заполнителей, вяжущих компонентов, модифицирующих добавок. Предназначены для выполнения определенных видов строительных, ремонтных и восстановительных работ.
Производят строительные смеси разного функционального назначения: для приготовления кладочного раствора, внешней и внутренней штукатурки, для шпаклевки и выравнивания стен, плиточного клея, финишной отделки под покраску или оклеивание, ремонта, герметизации поверхностей. Все виды сухих строительных смесей объединяет в товарную группу то, что они являются готовыми к использованию обезвоженными составами. Для получения готового раствора достаточно добавить к композиции воду в нужных пропорциях. ССС применяются в качестве альтернативы классическому песчано-цементному раствору. Песчано- цементный раствор во многих случаях не отвечает современным требованиям в строительстве и ремонте.
Недостатки песчано-цементных растворов
До недавнего времени песчано- цементные или цементно- песчаные растворы применялись повсеместно в виде индустриального или самодельного бетона. Физические характеристики готового и затвердевшего раствора имеют существенные технологические недостатки.
- Низкий показатель к растягивающим и изгибающим усилиям. Ярко этот недостаток проявляет себя при нанесении раствора тонким слоем, менее 10 миллиметров. По этой причине подобный раствор более подходит для кладочных работ и выравнивании выраженных неровностей стен.
- Обладает слабой водоудерживающей способностью. Вода из раствора может быстро испаряться либо впитываться основанием, на которое кладется строительный состав. Это влияет на гидратацию и полноту кристаллизации цементного раствора, что, в свою очередь, влияет на прочность готового слоя.
- Быстрое расслоение на фракции. В стабильном состоянии цементно- песчаный раствор подвержен разделению на водную и, более тяжелую, цементно-песчаную составляющую. Поэтому требует периодического перемешивания.
- Полноценное затвердевание цементно- песчаного раствора возможно только при положительных температурах. Это важно учитывать при проведении работ в холодное время года.
- Песчано- цементный раствор не обеспечивает прочной адгезии с пластиковыми, деревянными, окрашенными поверхностями и теплоизоляторами.
- Нанесение слоя строительного раствора при отделочных работах неизбежно утяжеляет строительные конструкции. Этот показатель нужно учитывать в расчетах по несущей способности.
- Для заключительной подготовки поверхности под финишную отделку требуется шпаклевание и грунтование стен, железнение полов. Дополнительные операции увеличивают время и стоимость работ.
- Цементно- песчаные растворы способны неравномерно застывать. Это приводит к трещинам и ослаблению прочности слоя.
Указанные недостатки негативно влияют на надежность и долговечность строительных конструкций. При производстве цементно-песчаной смеси непосредственно на строительной площадке сложно соблюсти точность пропорций смешиваемых материалов, и требуется соответствующая квалификация персонала. Поэтому в рамках стройплощадки сложно обеспечить стабильность качества бетона. Развитие строительных технологий, разработка новых материалов формируют среду для создания альтернативы традиционным видам растворов, которые лишены перечисленных недостатков.
Преимущества сухих строительных смесей
Главным преимуществом сухих строительных смесей выступает индустриальность, то есть производство в промышленных условиях, что обеспечивает стабильность заданных свойств. Все компоненты определенного качества тщательно смешиваются в максимально точной дозировке. Это позволяет достичь однородности во всем объеме партии. Используемые составляющие в заводских условиях соответствуют требованиям, предъявляемым со стороны нормативных документов: ГОСТ, СНиП, СанПиН.
Использование модификаторов, пластификаторов и стабилизаторов- специальных добавок, придает сухим строительным смесям необходимый набор свойств и дает способ их регулировать. Сочетание добавок может увеличивать или уменьшать время схватывания раствора, влиять на толщину слоя и его адгезию к различным поверхностям, улучшать морозостойкость, снижать теплопроводность, придавать бактерицидные свойства. Применение полимерных компонентов позволяет формировать условия для создания смеси узкой специализации. При этом достигается максимальное качество и эффективность использования материалов.
Доставка сухих смесей осуществляется на объект в мешках или специальных бункерах, что упрощает процесс логистики. Простота приготовления смеси не требует особой квалификации и гарантирует стабильность качества раствора. Смесь достаточно затворить водой в нужной пропорции, чтобы получить готовый к использованию раствор. На основании заложенных свойств сухие строительные смеси обладают выраженными преимуществами перед традиционными цементно-песчаными растворами.
- Благодаря тому что производятся в заводских условиях, производителем гарантируется соблюдение полного комплекса эксплуатационных свойств.
- Сухие смеси значительно превосходят по качеству традиционные строительные растворы, потому что состав точно дозирован.
- Строительные смеси дают возможность, без нарушения прочностных характеристик, использовать более тонкий слой материала. Это важно с точки зрения нагруженности конструкций и экономичности.
- Сухие строительные смеси, благодаря полимерным и минеральным добавкам, способны решать специфические задачи, например, гидроизоляцию фундаментов.
- Широкая номенклатура продукции предоставляет выбор состава для работы в любых климатических условиях без потери качественных характеристик.
- Применение сухих строительных смесей помогает снизить требования к квалификации персонала и увеличить производительность труда.
Классификация
Чтобы разбираться в номенклатуре принята и документально утверждена классификация сухих строительных смесей. Классифицируют смеси по признакам:
- Условия применения
- Тип вяжущего
- Способ нанесения
- Крупность зерен заполнителя
- Функциональное назначение
По условиям применения сухие строительные смеси бывают для:
- Наружных работ. Смеси для кладки стен, внешней штукатурке и фасадной отделке.
- Внутренних работ. В эту группу включены смеси для внутренней штукатурки, шпаклевки, финишных покрытий, смесей для наливных полов.
По размеру фракции зерна выпускаются
- Крупнозернистые. Размер зерна превышает 5 мм.
- Мелкозернистые. Размер частицы более 1,25 мм.
- Тонкодисперсные. Частицы размером более 0,2мм.
По типу используемого в смеси вяжущего разделяются на составы на основе:
- Известняка.
- Цемента.
- Гипса.
- Солей магния.
- Полимеров.
По функциональному назначению делят на:
- Кладочные. Производят толстослойные, толщина слоя более 5 мм, и тонкослойные смеси- слой менее 5 мм.
- Штукатурные. В свою очередь, выпускаются особотяжелые- плотность 2300 кг/м3, тяжелые- плотность 1300 кг/м3 и легкие составы- плотность менее 1300 кг/м3.
- Шпаклевочные. Существуют двух видов: финишные и выравнивающие смеси.
- Клеевые. Данные смеси предназначены для укладки облицовочной плитки, листовых материалов
- Затирочношовные. Для узких и широких швов.
- Напольные. Для производства стяжки, финишного покрытия, выравнивающих слоев. Разделены по способу укладки на выравниваемые, самовыравниваемые и ремонтные
- Изоляционные смеси. Производители предлагают звукоизоляционные и тепло- звукоизоляционные, теплоизоляционные
- Защитного действия. Выпускают огнестойкие, жаростойкие, антикоррозийные, биоцидные, ингибирующие смеси.
По методу нанесения классифицируют на:
- Ручного нанесения
- Механического способа нанесения
Сфера использования сухих строительных смесей
Штукатурки
Штукатурка предназначена для грубого выравнивания неровностей стен при строительстве или ремонте. Технология оштукатуривания стен применяется как снаружи, так и внутри здания. Штукатурка позволяет выровнять поверхность стены, отремонтировать дефекты, возникшие в ходе эксплуатации. Отдельные виды штукатурки позволяют создавать декоративные слои на стенах. Сухие строительные смеси, предназначенные для грубого оштукатуривания стен и потолков, состоят из цемента и песка, или гипса. Химические добавки, вносимые в смесь, делают штукатурный состав технологичным; более легким, за счет воздухововлекаемых агентов; пластичным, благодаря водоудерживающим компонентам. Для финишной отделки применяют декоративную штукатурку, в состав которой входят пигменты, пластификаторы, клеевые составляющие, гранулы камня, пластика. При выполнении технологии нанесения формируется заданный эстетический рисунок нужного цвета. Для помещений с повышенной и переменчивой влажностью и температурой применяются штукатурки, в состав которых входит силикон. После застывания состав остается гибким, хорошо переносит повышенную влажность и перепады температур.
Шпатлевки
Задача шпатлевки - доведение поверхности до гладкого, зеркального состояния, то есть предназначена для тонкой отделки. Шпатлевка представляет собой, как и штукатурка, смесь, состоящую из вяжущего и наполнителя, но размерность фракции зерна значительно мельче. Шпаклевка способна заделать мелкие трещины и сгладить шероховатость оштукатуренной поверхности. По составу бывают цементные, гипсовые, акриловые и полимерные. Добавки, вносимые в сухие смеси схожи с компонентами, добавляемыми в штукатурку. В шпатлевочных составах важно достичь баланса вязкости и максимальной пластичности. Каждый вид сухой шпатлевочной смеси предназначен для определенных поверхностей. На практике шпатлевка наносится на бетонные, кирпичные, деревянные основания.
Сухие клеевые составы
Клеевая смесь – это порошок заданной крупности, состоящий из цемента, кварцевого песка и специальных добавок, которые повышают адгезионные и водоотталкивающие свойства. Применяется для внутренних и наружных работ. В зависимости от назначения сухие клеевые смеси используются для кладки газобетонных блоков, облицовки плиткой, работ по утеплению зданий, монтажа паркетных полов. Клеи на основе сухих смесей отлично наносятся на кирпичное, бетонное, цементно-песчаные основания.
Наливные полы
Наливные полы – особый вид стяжки, который в отличие от стартового покрытия несет эстетическую функцию. Толщина слоя составляет 2-3 миллиметра. Важной особенностью готовых наливных полов выступает их устойчивость к истиранию и воздействию агрессивных сред. В этом состоит главное отличие от песчано-цементных покрытий. В строительстве применяются несколько видов смесей для самовыравнивающихся наливных полов:
- Полиуретановые
- Эпоксидные
- Метилакрилатные
- Цементно- акриловые
Технологии использования смесей допускают комбинации составов для получения покрытий заданных свойств.
Наливные полы широко используются при строительстве производственных помещений, где необходимы повышенные показатели надежности и долговечности; в жилых помещениях, где отдается приоритет экономии объема помещения эстетике и дизайну; в зданиях с высокой проходной способностью – офисах, бизнес- и- торговых центрах, где предъявляются требования к износостойкости и оригинальности покрытия; предприятиях общественного питания и гостиничных и оздоровительных комплексов, где проводится механизированная уборка с применением агрессивных моющих средств.
Специальные смеси
В отдельную группу стоит выделить специальные сухие строительные смеси. Они призваны решать узкоспециализированные задачи. Но возможности современной химической промышленности успешно создают перспективные многокомпонентные смеси, которые могут удовлетворять нескольким целям. Например, быть штукатуркой, гидроизоляцией и клеем для кафеля или плитки. Вопрос заключается лишь в стоимости и спросе на такие композиты.
К специализированным смесям относят составы для гидроизоляции, для ремонтно-восстановительных работ и для утепления зданий.
Теплая штукатурка
Существуют виды смеси, которые предназначены для внутреннего и внешнего утепления. Несет в себе двойное назначение: выравнивание стен и утепление. Утепление происходит за счет присутствия в смеси помимо классических компонентов присутствует вспученная порода. Ее получают при термической обработке минерального сырья: перлит, вермикулит, керамзит. Производят смеси с добавками вспененного стекловолокна, кварцевого песка, пенополистирольных компонентов. При выборе сухой смеси для утепления поверхностей следует обращать внимание на область применения, так как не все смеси универсальны, и предназначены для использования только в определенных условиях- внутри здания или снаружи.
Ремонтно-восстановительные смеси
Предназначены для ремонта и восстановления бетонных железобетонных конструкций. В процессе эксплуатации железобетонные конструкции подвергаются агрессивному воздействию различных сред. В результате бетонный состав теряет прочность, арматура подвергается коррозии. Для восстановления прочностных характеристик конструкций применяется комплексная система восстановления бетона. В нее входят составы для антикоррозийной обработки арматуры, смеси для подготовки адгезионного слоя; смеси для заполнения выбоин, сколов, пустот; крупнозернистая или мелкозернистая смесь для ремонта бетона; полимерцементная шпаклевка.
Смеси герметики
Производятся на основе цементов, имеющих высокую водонепроницаемость в конечном виде, с добавлением полимерных материалов и присадок.
- Проникающая гидроизоляционная смесь. При нанесении смеси на поверхность, состав начинает активно проникать внутрь основания по микротрещинам и капиллярам. В процессе заполнения полостей возникает химическая реакция компонентов смеси с водой. Образуются нерастворимые кристаллогидраты, которые закупоривают микрополости, и прекращают капиллярное и диффузионное движение воды. Чем больше насыщен бетон влагой, тем быстрее и глубже процесс кристаллизации.
- Обмазочная. Наносится на поверхность в виде штукатурного состава, заполняя собой неровности и пустоты. После застывания формирует устойчивый водоотталкивающий слой, который препятствует поступлению жидкости и паров в тело основания.
Выбор смеси
Ассортимент сухих строительных смесей обширен и включает множество наименований. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо придерживаться ряда рекомендаций.
- Нужно точно знать для каких задач будут использоваться строительные смеси.
- При выборе производителя предпочтение стоит отдавать проверенным компаниям, положительно зарекомендовавшим себя.
- Ориентироваться на цену. Вероятнее продукция среднего и верхнего ценового уровня обеспечит необходимое качество и заданный результат.
- Перед приобретением важно обращать внимание на условия, срок хранения и использования сухой смеси. Не стоит ни при каких обстоятельствах приобретать просроченный товар или с нарушением упаковки и режимов хранения.
- Гарантией качества сухой строительной смеси является наличие сервисной поддержки от производителя. Ведущие компании ценят свои позиции на рынке и стремятся их улучшать, в том числе предоставлением поддержки и консультаций покупателей по использованию продукции.
- При выборе смеси необходимо понимать, условия эксплуатации созданного покрытия. Четко следовать рекомендациям производителя по методике применения и режимах эксплуатации.
Сухие строительные смеси призваны повысить производительность труда, а в сочетании с высоким качеством и достойным результатом обеспечивают существенный экономический эффект, который позволяет неоднократно покрыть затраты, связанные с применением и стоимостью смесей.
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.
Цифровые технологии – спорту
Олимпиада в Сочи и Чемпионат мира по футболу – 2018 задали новые требования к проектированию и строительству спортивных сооружений в России. О том, как создать современный спортивный объект мирового класса и уложиться в жесткий дедлайн, рассказывает руководитель отдела ОВиКВ компании «Метрополис» Сергей Брюзгин.
Проектирование спортивных сооружений – задача сложная и ответственная. Объекты такого рода сочетают в себе яркую, запоминающуюся архитектуру и комплекс сложнейших инженерных систем. Именно поэтому проектировщики постоянно находятся в поиске новых эффективных решений для работы с такими проектами.
В основе – технологии
Одними из наиболее успешных разработок, активно используемых проектировщиками, являются BIM-технологии. Их применение при проектировании современных сложных объектов, к числу которых относятся и спортивные сооружения, является одним из ключевых условий успешных инвестиций заказчика, ведь технология BIM-проектирования позволяет существенно сэкономить время и средства, необходимые для реализации проекта.
Эта технология дает возможность повысить качество проектирования и на раннем этапе представить полную картину того, как будет выглядеть и функционировать объект. При необходимости заказчик может своевременно внести корректировки в проект на той стадии, когда изменения не влекут за собой больших затрат. Это отличная возможность для всех участников проекта получить практически идеальный продукт, обладающий внешней привлекательностью, комфортом и безопасностью среды и, что самое главное, инвестиционной привлекательностью.
Сейчас все проекты нашей компании разрабатываются с применением этой технологии. Например, Центр художественной гимнастики имени Ирины Винер-Усмановой еще в 2016 году получил первое место на конкурсе BIM-технологий, организованном Минстроем РФ.
Другая многообещающая разработка – достаточно молодая в строительной сфере технология математического моделирования (CFD-моделирование). До ее появления то или иное техническое решение можно было обосновать либо опираясь на накопленный опыт (чаще всего используя решения, принятые ранее для подобных объектов), либо при помощи натурных испытаний (создание макета, испытательного стенда и т.п.). Первый вариант – рискованный (аналогичный объект может достаточно сильно отличаться по своим характеристикам от проектируемого, что может дать свою погрешность и привести к неработоспособности решения). Второй – затратный как по деньгам, так и по времени, не говоря о том, что далеко не все макеты можно физически реализовать. Технология CFD дает возможность за пару дней, а иногда и за несколько часов решить нестандартный узел, внести в него требуемые корректировки и добиться эффективности и работоспособности решения.
Мы применяли CFD-моделирование при проектировании таких объектов, как Центр художественной гимнастики в Москве, многофункциональный плавательный центр «Лужники», крытый каток Москомспорта, а также при проектировании жилых зданий.
До того, как мы освоили эту технологию, нам казалось, что ее применение будет востребовано только на уникальных объектах, однако практика показала, что использование CFD-моделей полезно для объектов любого уровня сложности. С его помощью можно решать такие задачи, как распределение температур в сложных трехмерных многослойных конструкциях, расчет параметров микроклимата помещений, воздухораспределение, расчет потерь давления в нестандартных сетевых элементах и т. д.
Данная технология дает специалисту возможность на раннем этапе проектирования отследить вероятные недочеты потенциальных инженерных решений, а иногда и понять, что предлагаемое решение слишком затратно (как энергетически, так и финансово) или вовсе нежизнеспособно. Например, для проверки условий, создаваемых для зрителей и спортсменов, наша компания выполняла оценку проектных решений систем вентиляции и кондиционирования главной арены Центра художественной гимнастики в Москве при помощи CFD-моделирования. Для достижения оптимального результата нам пришлось провести 8 итераций расчетов, в результате чего системы вентиляции и кондиционирования были значительно переработаны. Это еще раз подтверждает: CFD-моделирование и проектирование при помощи BIM-технологий позволяет на раннем этапе выявить проблемы и оптимизировать проектные решения. А заказчик, в свою очередь, получает наглядное, интуитивно понятное обоснование принимаемых решений. Вот несколько примеров выполненных расчетов:
В гармонии со стройкой
Посмотрим, как применение этих технологий реально отражается на строительном процессе. В качестве примера возьмем Центр художественной гимнастики. Для проектируемого объекта выполнялись следующие стадии проекта:
- концептуальные решения (стадия «К»);
- стадия «Проектная документация» (стадия «П»);
- стадия «Рабочая документация» (стадия «Р»);
- авторский надзор.
Проект стадии «К» стартовал в конце мая 2016 года и длился примерно 2 месяца. Последующая стадия «П» длилась примерно 3,5 месяца. Стадия «Р» длилась примерно 2 года, при этом строительные работы на объекте велись с запаздыванием от проекта всего на 2–3 месяца, иногда этот разрыв становился еще меньше, так что можно сказать, что проект стадии «Р», строительство и авторский надзор шли практически параллельно.
Основные сложности при проектировании как раз и связаны с малым разрывом в сроках между разработкой проектного решения и выдачей его для реализации на стройплощадку. У инженеров и архитекторов остается очень немного времени на принятие и согласование решений, и ошибки при таких малых сроках недопустимы. Именно использование BIM-технологий и, в частности, CFD-моделирования позволяет проектировщикам достаточно комфортно чувствовать себя в процессе взаимодействия со всеми заинтересованными сторонами. При этом есть, конечно, одно обязательно условие, с чем нам повезло: в арсенале всех участников проекта были современные технологии и подходы к проектированию, что позволило выполнить поставленную задачу в требуемый срок.
