Спрос на технологии BIM набирает силу
С начала 2022 года ни один проект с участием государственного финансирования в российском строительстве не может быть реализован без применения технологий информационного моделирования. Вскоре к этому процессу присоединятся строители и эксплуатирующие организации, а в перспективе — все остальные компании.
По оценке участников обзора, пока в полной мере ТИМ освоили не более 9% всех проектных организаций, но рынок изобилует программными разработками, которые способны обеспечить цифровой переход всего жизненного цикла строительства.
Ожидаемый спрос
Казалось бы, для большинства крупных застройщиков, девелоперов и проектировщиков информационное моделирование уже стало частью корпоративных стандартов, к ним подтягиваются подрядчики строительно-монтажных и отделочных работ, в формировании библиотек активно участвуют поставщики стройматериалов и конструкций. Как отмечает руководитель по работе с партнерами Autodesk в России и СНГ Марина Король, свой вклад в развитие рынка цифровых технологий вносит большая информационно-просветительская кампания, которую развернули Минстрой РФ и Минцифры РФ, их подведомственные организации: Дом.рф, государственные экспертизы, профессиональные ассоциации, такие как НАИКС — с постоянно действующей площадкой по обсуждению вопросов стандартизации ТИМ.
Однако вовлеченность в процесс освоения информационного моделирования пока еще значительно отличается от региона к региону и зависит от опыта участия в госзаказах, работы с продвинутыми генподрядчиками, грамотности специалистов. Теперь ситуация может начать выравниваться благодаря принятию таких законодательных актов, как Постановление Правительства РФ № 331 от 5 марта 2021 года, обязывающее выполнять проекты госзаказа с использованием ТИМ, и Распоряжение от 20 декабря 2021 года № 3719-р, или «дорожная карта» по использованию ТИМ при проектировании и строительстве объектов капитального строительства.
«Во втором полугодии 2021 года на рынке появился повышенный интерес к технологиям информационного моделирования, поток обращений и запросов в компанию нарастал, и мы начали помогать госслужащим правильно организовать работу по внедрению этих технологий, — рассказывает о заметных переменах на рынке информационных технологий Максим Нечипоренко, заместитель генерального директора компании Renga Software (один из разработчиков отечественной BIM-системы). — Объясняли, как подготовить типовые требования к заданию на проектирование, чтобы подрядные проектировщики выполняли проекты уже с использованием информационных моделей. Начали также работу с государственными региональными экспертизами, которые активизировали изучение и освоение ТИМ. Такую же работу мы проводим с региональными управлениями по капитальному строительству, где были созданы собственные проектные подразделения».
«Половина застройщиков из топ-30 ЕГРЗ внедрили у себя BIM на этапе проектирования, сформулировали требования к моделям, принимают и проверяют их, — говорит технический директор SIGNAL Александр Попов. — В последние несколько лет некоторые застройщики начали пробовать применять модели для получения объемов, смет и графиков работ, ведут на своих объектах строительную и исполнительную модель, организуют Среду Общих Данных по проекту».
В компании «Графисофт» отмечают рост заказов на информационное моделирование в 2021 году даже в сегменте малоэтажного индивидуального строительства и дизайна интерьеров, на что компания отреагировала выпуском специальной версии Archicad Solo с более низкой стоимостью лицензии за счет сокращения функционала.
Эксперты «ТехноКад», которая с 2016 года подключает в электронном виде профессиональных застройщиков, брокеров и агентства недвижимости к сервисам по регистрации недвижимости, обращают внимание на растущую заинтересованность клиентов в дополнительных услугах. Особенно востребованы сервисы по выпуску облачных электронных подписей и подписанию документов в личном кабинете клиента, автоматической оплаты госпошлин, визуализации результатов регистрации. На очереди — виртуальный «режим одного окна», который позволит взаимодействовать всем участниками сделки: создавать заявку на электронную регистрацию прав, подписывать ее и отправлять в органы Росреестра, дорабатывать и рассылать документ, администрировать деятельность сотрудников, вести отчетность. Такие сервисы компания начала применять в ПО «ТехноКад Онлайн Платформа».
Станет ли рынок информационных технологий «рынком покупателей»?
Сегодня перед компаниями, желающими внедрять информационное моделирование, открыт большой выбор софта, а конкуренция дилеров и вендоров дает возможность подобрать самый оптимальный по цене и функционалу вариант. В таких условиях покупатель становится более требовательным к программному продукту и репутации разработчика, может выставлять свои условия и критерии, критически подходить к предлагаемой цене и к расходам на эксплуатацию, обращать внимание на удобство обучения, на новинки и более совершенное ПО, в большей мере отвечающее их потребностям.
Со своей стороны, специалист отдела продаж MalininSoft (ООО «ИнжПроектСтрой») Алексей Юдаков уверен, что такое тесное взаимодействие с пользователями — большое преимущество для компании. Именно поэтому у разработчиков MalininSoft есть возможность выстроить обратную связь с инженерами-геотехниками, провести тестирование, внести исправления и отработать предложения по развитию программы.
По мнению директора по работе с ключевыми заказчиками компании «Графисофт» Артема Котельникова, заказчиков все чаще интересует стоимость владения программными продуктами не только в краткосрочной, но и в долгосрочной перспективе. Поэтому компания предлагает индивидуальные гибкие предложения на свой флагманский продукт Archicad с пролонгацией лицензий и обслуживанием, при этом базовый курс сокращен до пяти дней. Те же, кто хотел бы научиться максимально использовать возможности BIM-технологий, могут пройти 10-недельный «продвинутый» курс BIM Manager. То есть силами поставщика ПО можно с нуля обучить свой персонал информационным технологиям.
«ПО должно быть локализованным и доступным для освоения, очень важны наличие и оперативность техподдержки — это особенно актуально для уникальных проектов, требующих глубоких и зачастую специфических знаний и навыков», — считает региональный директор бизнес-направления «Технологии для строительства» Trimble Денис Купцов.
Для моделирования и деталировки строительных конструкций любой сложности на рынке представлено решение Tekla Structures. Программа позволяет создавать 3D‑модели с самым высоким уровнем проработки LOD 500.
«Застройщики интересуются продуктами, которые позволяют на разных стадиях проектирования и строительства оперативно определять стоимость строительства, его технико-экономические показатели, соответствие нормативной базе, — поясняет предпочтения разных участников строительного рынка руководитель группы LABPP Юрий Цепов. — В первую очередь это формирование ведомостей трудозатрат и материалов в различных вариантах технических и декоративных решений, инструменты аналитики информационной модели. Становятся актуальными продукты, которые позволяют по модели здания визуально выделять места изменений для принятия оперативных решений по применению или замене тех или иных материалов и изделий. Проектировщики, помимо традиционных удобств САПР, больше внимания стали уделять продуктам, автоматизирующим рутинные трудоемкие операции по построению ведомостей отделки, расходов материалов и закупочных ведомостей, выполняющие анализ пересечений и выявления нестыковок. Но самое актуальное для всех строителей — это классификация BIM-модели по новым требованиям Минстроя. Без этого существование на строительном рынке будет вообще невозможным. Поэтому LABPP разрабатывает для GRAPHISOFT модуль автоматической классификации строительной информации в виде приложения к ARCHICAD».
В предлагаемой компанией SIGNAL линейке предусмотрены четыре модуля для разных клиентов: руководители выбирают DASHBOARD, стройконтроль — INSPECTION, ГИПы и специалисты по документообороту — VALUE, BIM-менеджеры и специалисты ПТО — TOOLS. В 2021 году из DASHBOARD выделен отдельный модуль SIGNAL TOOLS (для тех, кому нельзя использовать облачные решения Autodesk) — это основной инструмент по сбору данных и работе с информационной моделью для личного кабинета заказчика. В модуле планируется добавить функционал по генерации смет и календарно-сетевых графиков, а также реализовать электронное взаимодействие между всеми участниками строительного процесса на основе IFC-формата.
Заместитель гендиректора, начальник отдела комплексного анализа ООО «Стройформ» Алексей Деревянко делает упор на важность отечественного софта: «Взятый государством курс на импортозамещение ограничивает использование импортного ПО, а также проприетарных форматов данных: вместо них для передачи информационной модели должен применяться "открытый" формат IFC, хотя и он требует доработки». Эксперт считает, что принципиальным становится наличие единых требований к модели со стороны всех участников строительства, без которых нельзя обеспечить корректную передачу данных в различные информационные системы. Заказчики из государственного сектора при этом могут требовать от ПО как обработки информации ограниченного доступа (с необходимыми сертификатами ФСТЭК) и разграничения доступа для разных бизнес-ролей, так и возможности работать с данными через веб-клиент.
«Подавляющему большинству заказчиков важно, чтобы программное обеспечение было российским, — говорит генеральный директор ГК "СОДИС Лаб" Андрей Шахраманьян. — Многие интересуются наличием облака и возможностью установить ПО на собственные серверы. Также часто спрашивают о возможностях интеграции наших программных продуктов со сторонними платформами, с другими системами и оборудованием. При этом важно быть универсальными и не зависеть от конкретного вендора».
«Российские разработчики программного обеспечения сегодня предлагают лучшие инструменты для информационного моделирования, которые способны полностью реализовать импортозамещение и уже давно превзошли по качеству и широте охвата инженерных специальностей все зарубежные решения BIM-проектирования», — уверяет Игорь Орельяна Урсуа, исполнительный и технический директор компании «СиСофт Девелопмент» (CSoft Development). Одним из таких инструментов, по его словам, является российская Model Studio CS Строительные решения — программное обеспечение для проектирования и моделирования строительных конструкций зданий и сооружений, разработанная при поддержке Российского фонда развития информационных технологий (РФРИТ) и полностью адаптированная под отечественного потребителя.
От изысканий до составления смет
Как показывает российская практика становления информационных технологий, использовать единый программный продукт на всех этапах жизненного цикла строительства объекта не представляется возможным: такого продукта просто нет. Но есть немало предложений специализированного и даже узкоспециализированного ПО.
К примеру, программные продукты «КРЕДО-ДИАЛОГ» используются при создании информационной модели на стадии обработки данных инженерных изысканий. Работа продолжается на этапах проектирования модели территории средствами разработки генплана, дорог, инженерных сетей, контроля строительства объекта, на дальнейших этапах жизненного цикла. Наибольшим спросом, по мнению генерального директора Аркадия Калинина, пользуются программные продукты КРЕДО, которые позволяют эффективно использовать современное геодезическое оборудование, в том числе технологии лазерного сканирования и применение БПЛА, для создания инженерной цифровой модели местности (ИЦММ) и новые алгоритмы формирования информационных моделей на этапе проектирования инфраструктурных объектов капитального строительства.
Решать широкий спектр геотехнических задач помогает не менее широкий функционал программ, входящих в комплекс MalininSoft (ООО «ИнжПроектСтрой»). Самыми популярными из них являются GeoWall для расчета ограждений котлованов и GeoStab для расчета устойчивости откосов и склонов.
В ГК «Геоскан» изображения, полученные с помощью беспилотников, в автоматическом режиме обрабатывает Agisoft Metashape. В результате получаются высокодетализированные текстурированные 3D-модели объектов и местности, на основе которых можно сформировать цифровой двойник строительного объекта.
Вендоры отечественных сметных программ также начинают интересоваться информационным моделированием, и в этом сегменте уже есть продукты, интегрированные с BIM-платформами. Специалистами НПП «АВС-Н» в линейке АВС (Автоматизация Выпуска Смет) выпущены сметный программный комплекс АВС-RU, система календарного планирования «АККОРД», программный продукт «АВС-ПИР» и создана BIM-смета АВС специально для работы с информационными моделями, реализованная в рамках концепции OpenBIM.
Информационная модель как совместное творчество
Трудно представить перспективы масштабного распространения информационных технологий без интеграции программных продуктов для создания, корректирования и применения цифровой модели. Кроме того, наличие интеграционных решений повышает конкурентоспособность ПО и становится дополнительным фактором его продвижения на рынке.
«Интеграция — это краеугольный камень технологии информационного моделирования в проектировании и головная боль специалистов, разрабатывающих, внедряющих и сопровождающих программное обеспечение. Ни у одного из разработчиков не существует линеек программных продуктов, которые покрыли бы весь спектр решаемых строительной отраслью задач. Поэтому мы открыты к взаимодействию с отечественными разработчиками», — говорит советник директора Бюро ESG Ирина Чиковская.
«Взаимная интеграция — действительно значимый фактор: ни один пользователь ПО не работает в изоляции, результаты его работы должны быть переданы коллегам, смежникам или заказчикам в читаемом формате, — поясняет Павел Храпкин, эксперт направления BIM в компании "НИП-Информатика". — Обеспечивая техническую поддержку своих заказчиков по всей стране, компания "НИП-Информатика" также занимается проверкой совместимости программного обеспечения от различных вендоров, и "бесшовная" передача информации между различным ПО — одна из многих задач, которую помогаем решить для наших клиентов».
Марина Король считает, что интеграция продуктов со сторонними приложениями является одним из самых приоритетных направлений в Autodesk:
«Прежде всего наша компания поддерживает подход ОреnBIM, обеспечивая открытые форматы обмена данными. Наши продукты первыми проходят сертификацию на соответствие стандартам данных IFC. В России сформировалась развитая сеть "классических" разработчиков — около 100 компаний, создающих на базе наших продуктов решения для специфических задач. Кроме того, полторы сотни российских компаний осуществляют разработки на нашей платформе Forge. Это, в том числе, позволяет получать из моделей проектов любые данные, интерпретировать их, представлять и визуализировать их для заказчика в любом удобном формате, а также интегрировать с внутренними системами для решения различных управленческих задач. У нас есть глобальные партнеры. Так, благодаря партнерству с компанией ESRI мы обеспечиваем бесшовную передачу данных между BIM и ГИС-системами».
Заместитель руководителя отдела по обслуживанию клиентов «ТехноКад» Олег Береснев отмечает, что вопросы интеграции различных сервисов приобрели актуальность в последние пять лет, когда заказчик стал ценить результативность при минимальных затратах времени и усилий. Поэтому компания внедрила бесшовные каналы взаимодействия между внутренними CRM-системами заказчика и сервисами электронной регистрации в ПАО «Сбербанк», ПАО «ПИК СЗ» и другими крупнейшими игроками. В ближайшие 2–3 года в компании ждут увеличения спроса на эти услуги.
В Renga Software, идя навстречу заказчику, используют все возможности интеграции, включая общеобменный формат IFC, программное взаимодействие через API и ПО для управления строительством на платформе «1С». Такой же подход стараются использовать многие разработчики. Заказчики «Графисофт» могут сами выбирать удобные ему специализированные технологии и решения по принципу OpenBIM, что оказалось очень удобным для совместной работы ряда исполнителей над проектом Дворец художественной гимнастики в Лужниках в 2016 году. В LABPP самыми востребованными становятся приложения для взаимодействия САПР ARCHICAD с AVEVA и Tekla, по складскому учету и бухгалтерии — с 1C, по сметному делу — с ГрандСмета. «СОДИС Лаб» в прошедшем году запустила облачную платформу SODIS.IO с онлайн-доступом к данным мониторинга несущих конструкций зданий на любом этапе строительства и эксплуатации.
«В нашем активе начиная с 2012 года реализовано десять интеграционных решений с наиболее востребованными на рынке BIM-системами: Revit, Renga, ARCHICAD, Allplan, nanoCAD, Model Studio CS, AVEVA E3D, IndorCAD, Кредо.Дороги, Tekla, — рассказывает Владимир Изатов, директор НПП "АВС-Н", руководитель разработки программных продуктов семейства АВС, вице-президент Ассоциации "Сибирская БИМ-Академия". — Эффект от такого сотрудничества — значительное сокращение трудозатрат на разработку сметного раздела и значительное повышение достоверности информации об объемах и учтенных факторах в сметах. Наличие в линейке наших программных продуктов системы календарного планирования АККОРД позволяет нам реализовать технологию дополнения всех элементов модели информацией о стоимости, времени начала и продолжительности выполнения работ, потребных ресурсов — трудозатрат, строительной техники и материальных ресурсов (от 3D к 5D). Как результат, в 2021 году компания получила сразу два призовых места на V Всероссийском конкурсе "BIM-технологии": первое место в номинации "Лучшая BIM-идея года" и второе — в номинации "Отечественная программная разработка в области BIM"».
Еще одна примета развивающегося рынка — постоянное совершенствование и обновление программных продуктов, создание новых приложений. CSoft Development, имея собственную систему проектирования и моделирования зданий, в прошедшем году дополнила линейку ПО для трехмерного проектирования, компоновки и выпуска проектной/рабочей документации по технологическим установкам и трубопроводам на проектируемых или реконструируемых объектах сразу в двух приложениях — Водоснабжение и канализация и Отопление и вентиляция, а также ПО для проектирования генеральных планов и объектов инфраструктуры.
«Фактически отрасль ПО для информационного моделирования все больше приближается к модели SAAS — Software As A Service, то есть лицензии предоставляются в виде подписки, — считает Павел Храпкин. — Для некоторых игроков рынка это само по себе серьезное новшество».
«ПО по подписке не требует больших начальных вложений, — поясняет Денис Купцов. — Изменились и конфигурации программного обеспечения — они стали более удобными для пользователей. Такое обновление идет полностью в логике современного развития рынка с его гибким подходом к изменениям, отказом от долгосрочного планирования и возможностью для участников проекта выбрать именно то, что им необходимо для выполнения конкретных задач и конкретных проектов».
Мнение
Технический директор компании «ИндорСофт» Денис Петренко:
— У изыскателей и проектировщиков применение технологии информационного моделирования к транспортным объектам вызывает много серьезных вопросов. Объясняется это не только тем, что технология новая и раньше этим никто не занимался, но и не до конца сформированной нормативно-технической базой. Четких требований для выполнения именно инфраструктурных проектов в технологии BIM до сих пор нет. Однако применять технологию информационного моделирования как минимум полезно.
Все привыкли к тому, что результат проектирования — это набор чертежей определенного вида. Но чертежи не дают ответов на многие вопросы. Например, вот сечение с двускатным поперечным профилем, а вот — с односкатным. Как должна быть построена дорога между сечениями? Однозначного решения нет. Наличие модели и возможность ее увидеть позволяют точно представить результат проектирования и гарантировать его понимание на стадии строительства. Вывод — требование создания модели проектного решения как минимум полезно для выполнения качественного проектирования.
Использование ПО, позволяющего на всех стадиях обработки изысканий и проектирования видеть результат не только в чертежах (план/профиль), но и контролировать все построения в 3D, упрощает задачу создания информационной модели изысканий или объекта проектирования.
3D-визуализация в IndorCAD помогает сразу выявлять коллизии в проектных решениях, будь то проектная поверхность, тела дорожной одежды или водопропускные сооружения. Такой подход позволяет отказаться от заведомо неправильного или нереализуемого решения уже на ранних стадиях проектирования. Выглядящий вполне корректным чертеж может оказаться абсолютно нереализуемым на практике, что будет видно в 3D-модели. Именно это мы считаем очевидным преимуществом внедрения BIM-технологий в дорожное проектирование.
В дальнейшем решение, 3D-модель которого не вызывает диссонанса, всегда можно представить чертежами. А по 3D-модели, отображаемой непосредственно в IndorCAD в процессе проектирования, получить информационную модель очень легко — как говорится, «в несколько кликов».
Фундамент под прикрытием
ТЕХНОНИКОЛЬ выделила в отдельную линейку битумно-полимерные мембраны для гидроизоляции заглубленных конструкций.
Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ разрабатывает и внедряет оптимальные решения для всех видов строительных конструкций, требующих эффективной гидроизоляции. Поэтому для удобства проектных и строительных организаций компания выделила в линейке премиальных битумных мембран ТЕХНОЭЛАСТ «фундаментную» серию материалов с улучшенными характеристиками.
Это специализированные продукты на основе полимерно-модифицированного битума для надежной изоляции фундаментов, стилобатов, тоннелей, подземных парковок и иных заглубленных в грунт конструкций.
Новая «фундаментальная» линейка ТЕХНОЭЛАСТ с усиленными для своего функционала свойствами представлена четырьмя новыми марками премиальных мембран:
- ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ П
- ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ФИКС П
- ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА П
- ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ГИДРО П
Важно! За счет включения в рецептуру новых современных модификаторов были существенно улучшены важные потребительские свойства материалов: теплостойкость, адгезия к основанию, удобство наплавления на основание. Причем речь идет исключительно о российских модификаторах, разработанных с участием экспертов корпоративного научного центра битумных материалов и герметиков компании ТЕХНОНИКОЛЬ.
Каждая марка имеет свои специфики, позволяющие надежно работать как на горизонтальных, так и на вертикальных поверхностях, на глубине до двадцати и более метров, под большой нагрузкой грунта, при высоком уровне влажности и в химически агрессивной среде.
Материалы могут укладываться на вертикальные, горизонтальные и наклонные заглубленные конструкции как методом наплавления, так и в виде свободной укладки с механической фиксацией на поверхности. Они могут применяться как в однослойных, так и в двухслойных решениях гидроизоляции.
Их свойства, сферы применения, метод укладки и комбинации материалов учитывают все существующие на российском рынке потребности и технологии гидроизоляции заглубленных конструкций.
Мембрана ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ П используется для устройства наплавляемой двухслойной гидроизоляции. Чаще всего мембрана применяется и для первого, и для второго слоев. Но возможны комбинации с мембранами ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА П или ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ГИДРО П. В любом случае оба слоя укладываются только наплавлением.
Обе стороны материала с битумно-полимерным вяжущим закрыты легкосгораемой полимерной пленкой. Может монтироваться на конструкциях глубиной более двадцати метров.
ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА П рассчитан на однослойную гидроизоляцию конструкций с глубиной залегания не более двадцати метров.
Материал предназначен для укладки с механической фиксацией к основанию, однако при необходимости может укладываться также методом наплавления. Внешняя сторона мембраны дополнительно защищена плотной минеральной посыпкой.
Возможна и двухслойная укладка. При этом второй слой материала ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ТЕРРА П укладывается только методом наплавления.
Наплавляемая мембрана ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ГИДРО П, с учетом ее усиленных характеристик, предназначена для устройства гидроизоляции в один слой методом наплавления на любых заглубленных конструкциях. На особо ответственных объектах материал укладывается в два и три слоя.
Битумно-полимерная мембрана ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ ФИКС П рассчитана на устройство первого слоя гидроизоляции методом механической фиксации в двухслойном решении. Благодаря методу укладки материала праймирования основания не требуется.
Вторым слоем монтируется ТЕХНОЭЛАСТ ФУНДАМЕНТ П методом сплошного наплавления.
Новая «фундаментная» линейка закрывает наиболее актуальные потребности современного рынка в сфере эффективной гидроизоляции подземных конструкций и повышает удобство при выборе материала по узкофункциональному признаку.
Добавки в бетон
Использование бетона в современных условиях немыслимо без применения дополнительных добавок. В промышленном строительстве уже не встретить бетонного раствора классического состава: цемент, щебень, песок и вода. Такая рецептура применима для частного строительства, неответственных конструкций и начинающими специалистами.
Для чего нужны добавки в бетон
Чтобы ответить на этот вопрос, надо знать свойства бетона. В первоначальном виде бетонная смесь состоит из четырех компонентов. Играя пропорциями водоцементного соотношения, регулируются показатели прочности и удобоукладываемости. Например, для того чтобы получить бетон популярной марки М300 или класса В22,5 необходимо задействовать в частях следующие материалы:
- Портландцемент марки М400 – 1часть.
- Щебень гранитный или гравийный- 3,3 части.
- Песок- 2 части.
- Вода- 0,57-0,6 части.
На выходе получается бетон с характеристиками:
- Прочность на сжатие- 29 Мпа или 270 кгс/см2.
- Подвижность или удобоукладываемость - П2. Измеряется по осадке конуса бетонной смеси относительно первоначальной формы, и составляет 7-9 см.
- Морозостойкость- F150.
- Водопроницаемость- W5.
- Плотность 2400 кг/м3.
О чем говорят эти цифры на практике. В практическом применении приготовленная смесь ведет себя следующим образом. Подвижности смеси на уровне П2 недостаточно, чтобы раствор гарантированно заполнил полости сложной опалубочной конфигурации объекта. Возникает угроза образования многочисленных пор и пустот. От этого лабораторный показатель прочности будет не 29 Мпа, а значительно ниже. Данный факт влияет на надежность бетонной конструкции и возможность выполнения возложенных на нее функций. Такой бетон сложно ровнять на площадке и формировать монолит. Необходимо придать смеси текучесть, пластичность, подвижность. Это можно сделать тремя способами:
- Внести большее количество воды. Избыток влаги неминуемо приведет к потере прочности, образованию трещин, повышению истираемости.
- Увеличить показатель тиксотропности. Тиксотропность- способность жидкости разжижаться при определенном виде механического воздействия. То есть использование бетонного вибратора решит вопрос текучести смеси. Но использование технологического оборудования влияет на удорожание работ с бетонной смесью и далеко не всегда оправданно и возможно использование виброинструмента.
- Добавить к бетонному раствору вещества, которые уменьшают сцепление частиц смеси между собой, тем самым увеличивая их подвижность. Так возникли пластификаторы.
Экспериментально установлено, что прочность близкую к 100% бетон набирает через 28 дней. Строительные нормы допускают предварительное нагружение бетона и его распалубку при 70-80% прочности. Этот показатель достигается за 5-7 дней. В существующих бизнес-моделях производства и строительства такой простой считается недопустимым. С другой стороны, в массивных и объемных конструкциях важно, чтобы процесс гидратации проходил плавно. В этом случае процесс кристаллизации раствора нужно замедлять. Для регулирования скорости кристаллохимического отверждения разработаны добавки ускорители и замедлители схватывания.
В классической по составу бетонной смеси возможна реакция гидратации только при положительных температурах. При температуре раствора +50С скорость реакции серьезно снижается, при 00С, когда вода кристаллизуется, прекращается вовсе. Фактор чрезвычайно важен тем, что непрогидратированная смесь никогда не наберет проектную прочность. Этот вопрос решают подогревом смеси или введением добавок, препятствующих замерзанию влаги.
В приведенном примере водопроницаемость бетона составляет W 5. Это значит, что при избыточном давлении воды в 5 кгс/см2 она не просочится сквозь стенку толщиной в 10 см. Изделия из бетона эксплуатируются в различных условиях, в том числе при долговременном воздействии влаги: фундаменты с высоким расположением горизонта грунтовых вод, опоры мостов, пирсы, причалы, судовые верфи. В этих случаях важно снизить проникновение воды в толщу бетона во избежание вымывания частиц вяжущего компонента, агрессивного химического воздействия и уменьшения прочности бетонной конструкции. Для улучшения показателя водонепроницаемости вводят водоотталкивающие компоненты.
Одним словом, добавки необходимы для улучшения технико-физических свойств цементных смесей и управления свойствами бетонов.
Какие бывают виды добавок
Для формирования проектных свойств в бетонные составы вносятся добавки:
- Пластификаторы
- Модификаторы
- Антиморозные добавки
- Водоотталкивающие
- Антикоррозийные
- Воздухововлекающие
- Для самоуплотнения
- Регуляторы набора прочности
- Для реставрационных работ
- Комплексные.
Пластификаторы
Наиболее популярный вид добавок. При использовании пластификаторов возможно увеличение подвижности бетонной смеси с П1 до П5. Использование пластификаторов делает бетонный раствор удобоукладываемым, прочным и долговечным. Пластификаторы обладают водоредуцирующими свойствами. То есть способны снижать расход воды без потери прочности цементного камня. Пластифицирующие добавки способны продлить жизнь раствору, препятствуют расслоению, позволяют задействовать на стройплощадке насосы. Привлечение техники ускоряет процесс закладки бетона в конструкцию и увеличивает производительность труда. Таким образом пластификаторы обладают рядом преимуществ:
- Повышают пластичность готового раствора.
- Экономят расход смеси
- Повышают трещиностойкость бетона.
- Увеличивают прочностные характеристики произведенного бетона до 30%.
- Пластифицированные бетонные растворы не требуют уплотнения.
- Возрастает морозостойкость бетона за счет снижения количества влаги при производстве.
- Растворы с пластификаторами обладают хорошей адгезией с разными поверхностями.
Пластификаторы выпускаются в виде жидкостей и порошковых смесей.
Антиморозные добавки
Не стоит полагать, что применяя антиморозные добавки, не нужно думать о температурных условиях, в которых происходит твердение бетонной смеси. Важно знать, что антиморозные добавки предназначены, в первую очередь, для того чтобы обеспечить доставку смеси в удобоукладываемом состоянии и не допустить кристаллизации влаги при укладке раствора. На площадке должны быть обеспечены меры по прогреву бетона и влажностный режим.
Противоморозные свойства добавки сводятся к одному принципу- понижению температуры замерзания воды в бетонной смеси. Это достигается за счет введения в бетонный раствор солей тех. квалификации: хлорида натрия, хлорида кальция, кальцинированной соды, поташа(карбоната калия), натриевой и кальциевой селитры, формиат натрия (натриевая соль муравьиной кислоты).
Применение исключительно противоморозных добавок сопряжено с рядом существенных минусов:
- Быстрое твердение бетона
- Используемые соли химически активны, способны вступать в реакцию с продуктами бетонной смеси, с последующим выделением вредных веществ, например, окислов азота или аммиака.
- Использование не по рецептуре приводит к коррозии арматуры и щелочной коррозии бетона.
- Снижается прочность бетона.
Чтобы нивелировать отрицательные проявления антиморозных наполнителей, рекомендуется использовать их только вкупе с пластифицирующими и воздухововлекающими компонентами, регуляторами твердения. Это позволяет снизить концентрацию противоморозных веществ.
О полной безопасности и экологичности антиморозных компонентов не может идти речи, пока в их составе есть хлор и опасные соединения азота. Поэтому лучшим способом повысит безопасность бетонной конструкции остается планирование работ в теплое время года.
Водоотталкивающие добавки
Наличие влаги в готовой бетонной конструкции может существенно влиять на ее свойства в худшую сторону. Если бетон способен впитывать, пропускать влагу, то непременно снижается прочность, долговечность и морозостойкость конструкции. Бетон способен накапливать влагу благодаря наличию в структуре пор и капилляров; присутствию внутренних напряжений и деформаций, которые ведут к образованию микро-и макротрещин. Водопроницаемость бетона обозначается буквенным индексом W. Нормируется от W2 до W20. Бетон с водопроницаемостью W4 используется в тех ситуациях, когда показатель гидрофобности (водоотталкивания) не имеет значения. W6- бетон с таким показателем наиболее часто используется в строительных работах. W8- бетон с таким показателем пропускает мало влаги и применяется для возведения фундаментов на сухих основаниях. Бетон с показателем гидрофобности выше W8 применяется для возведения гидротехнических сооружений.
Водоотталкивающие добавки в бетонную смесь работают по одному принципу: уплотняют бетонный монолит, уменьшают вероятность появления пор и капилляров. Такого эффекта удается добиться в результате химических реакций между водой цементом и наполнителем. В результате образуются нерастворимые соединения, заполняющие микропустоты. Водонепроницаемость бетона повышают нитраты, сульфаты, хлориды железа, сульфаты алюминия, добавки на основе битумных эмульсий.
Защитить бетон от проникновения влаги можно используя проникающие составы, нанося их на застывшую конструкцию. В этом случае гидрофобизатор проникает вглубь материала на 5-15 см., реагирует, образует полимерные соединения, надежно закупоривает капилляры и поры. Такой метод применяется не только для вновь возведенных строительных конструкций, но и для подверженных растрескиванию изделий.
Антикоррозийные добавки
Служат для снижения щелочной коррозии бетона. Антикоррозийный класс добавок призван связать свободные гидроксильные группы. За счет этого происходит уплотнение бетона, повышается его гидрофобность и долговечность.
Воздухововлекающие добавки
Воздухововлекающие добавки используются для увеличения морозостойкости бетона. Пузырьки воздуха в монолите образуют микропустоты. При отрицательных температурах свободная вода застывает, расширяясь и при этом разрывает бетонный камень. В случае наличия мелких пустот, вода заполняет микро- пространство, не нанося вреда монолиту. Воздухововлекающие добавки способствуют снижению плотности бетона, и следственно, прочности. Поэтому вносить воздухововлекающий наполнитель следует с осторожностью и строго следуя указаниям производителя. Воздухововлекающие компоненты применяются также для намеренного снижения удельной массы бетонной смеси; улучшения тепло-и звукоизоляции; снижения расслаиваемости раствора, увеличению трещиностойкости, предотвращению высолов. На практике оправдано применение воздухововлекающих добавок с пластификаторами бетона.
Добавки для самоуплотнения
Необходимы там, где невозможно провести механическое уплотнение смеси, в частности в часто армированных конструкциях. Применение самоуплотняющих наполнителей гарантирует заполнение опалубочного пространства без потери прочностных характеристик. Отличительной чертой самоуплотняющихся бетонных растворов является отсутствие расслаиваемости при высокой подвижности смеси. Такие свойства обеспечивает значительная вязкость раствора. Добиться этого удается внесением в рецептуру состава добавок на основе:
- Целлюлозы
- Гидролизованного крахмала
- Полиэтиленгликоля
- Полимеров.
Самоуплотненные бетоны характеризуются:
- Низким водоцементным соотношением
- Существенными водоотталкивающими свойствами
- Высокой подвижностью- П5
- Малой пористостью. Содержание пузырьков воздуха не более 5%
- Значительной прочностью на сжатие, до 100 Мпа
Регуляторы набора прочности
В строительной практике существуют ситуации, когда необходимо ускорить или замедлить схватывание бетонного раствора.
Замедлители гидратации требуются:
- В жаркую погоду. При повышенной температуре и пониженной влажности из бетонного раствора происходит активное испарение влаги, что приводит к преждевременному схватыванию.
- При заливке больших по площади объектов. При неравномерном схватывании существует угроза образования холодных швов. Это ухудшает свойства монолитной конструкции
- При возведении ответственных массивных и гидротехнических сооружений, чтобы избежать появление трещин, вызванных нелинейным твердением бетона.
Замедлить схватывание и увеличить трещиностойкость бетонного раствора способны пластификаторы. Добиться этого можно, увеличив количество вещества, вносимого в раствор. Но в данном случае возникает угроза коррозии арматуры. Поэтому с задачей замедления твердения лучше справляются следующие специализированные препараты:
- Нитрилотриметиленфосфоновая кислота, в абревиатуре НТФ, шестиосновная органическая кислота. Широко применяется для торможения процессов гидратации.
- Молочная сыворотка. Остаточный продукт переработки пищевого молока.
Механизм замедления твердения заключается в связывании гидроксильных групп веществами замедлителя, и с изоляцией частиц цемента от воздействия воды, то есть препятствию, снижению скорости реакции гидратации.
Ускорители набора прочности
Ускорение схватывания требуется для того, чтобы снизить простои на стройплощадке и оптимизировать процесс строительства объекта.
Ускорение твердения бетонного раствора- комплексный процесс, который включает в себя внесение добавок-ускорителей в смесь, повышение температуры раствора, снижение испаряемости, контроль температурно-влажностных показателей.
К добавкам, способным увеличить скорость набора прочности бетона относят такие вещества как поташ (карбонат кальция), хлорид кальция и натрия. К применению добавок- ускорителей следует относится крайне внимательно и не превышать рекомендованных производителем норм. Иначе возможно снижение прочности бетона и коррозии стальной арматуры в железобетонных изделиях.
Реставрационные добавки
Особый вид добавок, который отличается специфическими свойствами. Применяется для проведения реставрационных работ железобетонных изделий и бетонных конструкций. Реставрационные добавки должны отвечать следующим требованиям:
- Иметь повышенную адгезию.
- Препятствовать коррозийным процессам.
- Бетон с добавлением добавок должен обладать значительной прочностью.
- Раствор обязан иметь высокую пластичность и укладываемость.
Комплексные добавки
Наряду с добавками специфического, узконаправленного действия, на практике часто используются составы, в которых сбалансированы вещества, решающие несколько задач одновременно. Это удобно тем, что при замесе бетонного раствора нет необходимости в дополнительной дозировке компонентов, снимается вопрос о химической агрессивности материалов друг к другу. Эта задача решена производителем при подборе компонентов комплексной добавки.
Как правильно подобрать смесь
В заключении необходимо выделить шаги для правильного выбора состава бетона для строительства. Во-первых, состав бетонной смеси должен быть просчитан специалистами, согласно проектной документации. Во-вторых, важно произвести пробный замес, и провести экспертизу бетонного образца. Это важный момент, так как компоненты бетонного раствора неоднородны, количество примесей варьируется. В-третьих, необходимо учесть все особенности использования бетонной смеси: время на доставку, климатические особенности, технические нюансы, квалификацию работников, подъездные пути, метод разгрузки и укладки бетона. Не секрет, что даже очень качественная бетонная смесь может быть загублена халатностью и непрофессионализмом человеческих рук.