Инъекционная гидроизоляция: материалы и технологии
Зачастую при реконструкции и ремонте заглубленных подвалов и паркингов, транспортных и канализационных тоннелей, гидротехнических сооружений, когда нет возможности проведения вскрышных работ, возникают вопросы восстановления или усиления несущей способности и гидроизоляции строительных конструкций.
Для решения этих проблем применяются инъекционные технологии, о которых рассказывают эксперты:
- Алексей Слабодчиков, генеральный директор ООО ГЕЛИОС
- Евгений Назаров, директор по продажам ООО «Гидрозо»
- Андрей Глухов, генеральный директор НПО СТРИМ
- Эдуард Рудев, технический директор ООО «ПРОМГИДРО»
- Данил Кругов, основатель Группы Компаний по гидроизоляции и усилению конструкций «Оптимум Прайс»
Эффект инъектирования
«Инъекционная гидроизоляция — это технология закачки полимерных составов в тело строительной конструкции или массив грунта, — поясняет технический директор ООО "ПРОМГИДРО" Эдуард Рудев. — При помощи инъектирования полимеров можно останавливать водопротоки в подвалах и паркингах жилых домов, укреплять ослабленные железобетонные перекрытия и опоры мостов, перекрывать подземные течения грунтовых вод и выполнять многие другие работы. При этом в отличие от рулонной или напыляемой гидроизоляции инъекционные материалы могут исправлять ошибки неопытных строителей».
По словам директора по продажам ООО «Гидрозо» Евгения Назарова, главным при проведении работ является правильный подбор материалов и решений для каждой конкретной задачи. Преимущество инъекционных технологий — это быстрая остановка протечек и возможность за короткий промежуток времени выполнить большой объем работы без доступа к наружной части сооружения, находящегося в грунте.
«Принцип действия основан на нагнетании при помощи насосов в полость шва, трещины или ввода коммуникации гидроизоляционного состава (геля, смолы или пены), что создает по периметру или части конструкции замкнутый герметичный контур, — рассказывает генеральный директор ООО ГЕЛИОС Алексей Слабодчиков. — Образующиеся при полимеризации нерастворимые химические соединения с закрытой системой пор увеличиваются в объеме до 35 раз, тем самым вытесняя влагу из полости шва бетона до внешнего грунта. Таким образом дефект или полость поверхности устраняется, решаются проблемы с активным поступлением влаги внутрь заглубленных конструкций, увеличивая срок эксплуатации строения».
Алексей Слабодчиков отмечает эффективность метода, поскольку он дает возможность ремонта дефектов бетона на локальных участках строения без вывода всего или части этого объекта из режима постоянной эксплуатации. При использовании этого метода нет необходимости проведения земляных работ снаружи зданий, то есть выполнение плановых гидроизоляционных работ проходит внутри сооружений в любое время года. Инъектирование бетона не только создает барьер внутри конструкций, но и сохраняет проектную эластичность швов, которая обеспечивает длительный герметичный эффект, в том числе и на динамичных транспортных объектах, таких как мосты, эстакады, пешеходные переходы, тоннели метро и другие.
Российские материалы не уступают зарубежным
На российском строительном рынке сложился пул компаний, которые разрабатывают материалы и технологии для инъекционной гидроизоляции, используя полиуретановые, эпоксидные и другие органические композиции. Инъекционные составы могут быть одно-, двух-, трехкомпонентными, применяться в системе с сухими строительными ремонтными смесями. Инъектирование происходит с помощью разжимных, адгезионных, глубинных паркеров или через инжектосистему.
В НПО СТРИМ одними из первых начали производство российских инъекционных продуктов линейки «Аквидур». Тогда, в 2002 году, ориентиром для выпуска продукции послужили материалы японского и французского происхождения. С тех пор номенклатура продукции выросла, а свойства и характеристики материалов проработаны под оптимальные значения.
«Благодаря наличию собственной лаборатории мы постоянно проводим различного рода исследования под определенные специфические задачи и сотрудничаем со многими известными организациями, среди которых ГК "Алроса", "Лукойл", "Норникель"», — рассказывает генеральный директор НПО СТРИМ Андрей Глухов.
Компания «ГЕЛИОС» в течение одиннадцати лет производит полиуретановые инъекционные пены, смолы и гели торговой марки «АкваВИС». Продукция разработана совместно с инженерами НИИМосстрой и применяется для гидроизоляции швов бетонирования заглубленных сооружений, остановки активных протечек, герметизации заглубленных вводов коммуникаций, закрепления рыхлых и неустойчивых грунтов, монтажа железобетонных опор трубопроводов, линий передач и др. строительных конструкций, в том числе в условиях вечной мерзлоты.
«Нельзя сказать, что наши материалы уникальны, и у других производителей нет ничего подобного. Но нашим преимуществом является высокое качество продукции, проработанные технические решения и техническое сопровождение объектов, — говорит директор по продажам ООО "Гидрозо" Евгений Назаров. — В своих лабораториях с учетом полученного опыта мы постоянно дорабатываем и улучшаем существующие материалы, а также разрабатываем продукты специально под нужды заказчиков. Наша линейка материалов постоянно пополняется. Увеличилось количество инъекционных материалов на минеральной основе из-за повышенного спроса на данный тип инъекционных продуктов».
В Группе Компаний «Оптимум Прайс», наоборот, сделан упор на уникальность выпускаемого состава ФОРС, который отличается сверхпрочностью и способен остановить мощный водяной поток.
Но в целом, по словам Эдуарда Рудева, 70–80% технических задач имеют решения с типовым набором материалов, а универсальность линейки материалов каждого производителя инъекционной гидроизоляции дает возможность решать девять из десяти поставленных задач.
Сумма технологий
Правильность выбора конкретных инъекционных технологий и материалов определяется по результатам обследования и состояния конструкций, анализа ситуации, характера дефектов, вида нагрузок, с учетом требований по водонепроницаемости, огнестойкости, морозостойкости, а также исходя из поставленных задач.
«Для каждого объекта метод инъектирования может быть или индивидуальным, или комбинацией элементарных решений, таких как герметизация трещин, примыканий элементов конструкций, деформационных швов, противофильтрационных завес, — поясняет особенности проектов по гидроизоляции Евгений Назаров. — Для каждой конкретной задачи разрабатываются технические решения, выполнение которых контролируются нашими специалистами».
В компании есть ряд типовых решений, которые прописаны и согласованы в Альбоме технических решений по применению материалов «Гидрозо» для ремонта, усиления, гидроизоляции и защиты строительных конструкций. Перед тем как предложить то или иное решение, специалисты должны ознакомиться с проектом, с существующими обследованиями, при необходимости технический эксперт выезжает на объект для оценки проблематики. После ознакомления со всеми данными подготавливается техническое решение под объект или предлагается один из стандартных узлов.
«Мы не просто выполняем работы, но занимаемся комплексным обследованием и проектированием сложных гидроизоляционных работ, например, на Сахалинской ГРЭС-2, — говорит основатель Группы Компаний по гидроизоляции и усилению конструкций "Оптимум Прайс" Данил Кругов. — Наш подход к инъекционной гидроизоляции в корне отличается от общепринятого. Благодаря отличительным чертам его выбирают для работ на таких памятниках архитектуры федерального значения, как Петропавловская крепость, где мы делали отсечную гидроизоляцию ограждающих кирпичных конструкций и подвала Монетного Двора».
Более того, в компании научились работать при низком давлении и отказались от пакеров, считая, что этот инородный неэстетичный элемент, остающийся в конструкции, вредит прочностным и гидроизоляционным характеристикам. Такой подход в ряде случаев оказывается не только эффективнее, но и позволяет исправлять гидроизоляционные промахи других исполнителей.
Следует отметить, что инъекционные технологии — это не самое бюджетное инженерное решение вопросов гидроизоляции как в части расходных материалов, так и в части оборудования и квалификации персонала.
«Инъекционные технологии требуют специального оборудования и в обязательном порядке подготовку специалистов, — отмечает Андрей Глухов. — К сожалению, в настоящее время в рамках системы образования подготовки таких специалистов не ведется. Однако специалисты нашей организации имеют требуемую квалификацию и навыки и, при необходимости, оказывают необходимую техническую поддержку».
Количество подрядных организаций, которые берутся за гидроизоляционные работы, растет, однако, по оценке Эдуарда Рудева, 80% из них не имеют в своем штате опытных производителей работ. Вместе с тем наличие обученных специалистов для выполнения даже простых и типовых работ является обязательным условием для реализации проектов по инъекционной гидроизоляции.
Экология битума
Битум - уникальный строительный материал, встречается в открытых месторождениях, расположенных в Канаде и островах Карибского бассейна. В нашей стране природный битум в небольших количествах добывают из подземных источников в Коми и Татарстане.
Природный битум, подобно глине и камню, сопровождает жизнь человека с древних времен. Уже десятки тысяч лет назад люди оценили высокие адгезионные и гидроизоляционные свойства природного битума (или «земляной (горной) смолы»). Природный битум использовали при строительстве жилья, гидроизоляции лодок, устройстве подземных хранилищ для воды.
В эпоху ранних царств Междуречья и Египта природный битум использовался для создания настоящих шедевров прикладного искусства и архитектуры. До наших дней дошли Урский штандарт, мозаичное панно из Аль-Убейда. Известна легенда о седьмом чуде света – каскадных садах Семирамиды, гидроизоляция этого сооружения была сделана из природного битума.
В первой половине 19 века первые асфальтобетонные дороги были построены в США на основе смеси природного битума и песка. Однако, готового битума в природе мало, поэтому с развитием технологий тяжелые остатки нефтепереработки, в первую очередь - гудрон стал сырьем для изготовления искусственного битума в промышленных масштабах.
Сегодня битум производят преимущественно путем окисления гудрона-тяжелого остатка вакуумной перегонки нефти. Гудрон нагревают до +250 С и продувают через него воздух в специальных колоннах- конверторах. Этот процесс называется окислением, так как кислород воздуха является инициатором изменений свойств гудрона (повышении вязкости и жесткости).
Другой способ получения битума - отгонка лёгких фракций из тяжелых остатков нефти. Так получают Остаточный битум.
Компаундированный битум получают путем смешивания тяжелых остатков нефти.
В стройиндустрии кровельный битум – универсальное сырье для создания уникального ассортимента материалов гидроизоляции: праймеров, мастик, герметиков, рулонной гидроизоляции, «жидкой резины», гибкой черепицы, фасадной плитки.
С целью улучшения эксплуатационных свойств битумов часто используют различные добавки: полимеры, масла, дегти, легкие нефтяные фракции.
В России на кровлях и фундаментах ежегодно монтируется около 480 млн квадратных метров рулонных битумных и полимерно-битумных материалов (по данным открытых источников). Сотни тысяч тонн мастик, герметиков и праймеров применяют при устройстве гидроизоляции внутренних помещений, подземных конструкций, стен и кровель.
Но возникает вопрос – насколько экологически безопасны битумные материалы? И не только сами материалы, но и их производство?
За прошедшие 100 с лишним лет битумы были хорошо изучены с точки зрения воздействия на окружающую среду и организм человека. В соответствии с ГОСТ 9548-74 нефтяные битумы являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му, самому низкому классу опасности.
Важно отметить – во всех современных гидроизоляционных материалах применяют битум, модифицированный полимерами на основе СБС-стирол-бутадиен-стирольного термоэластопласта, либо альфа-полиолефинов. За счет модификации битум становится высокоэластичным материалом, увеличивается его теплостойкость, долговечность, износостойкость, улучшаются низкотемпературные характеристики. Например, в рулонных полимерно-битумных материалах ТЕХНОНИКОЛЬ премиальных и бизнес марок: ТЕХНОЭЛАСТ и УНИФЛЕКС битум модифицирован СБС полимером.
Благодаря модификации материалы ТЕХНОЭЛАСТ сохраняют гибкость при температуре окружающего воздуха до -25 С, и обладают теплостойкостью до +100 С. Гибкость марки УНИФЛЕКС составляет – 20 С, теплостойкость +100 С. Теплостойкость отдельных битумно-полимерных материалов ТЕХНОНИКОЛЬ составляет до +140 С. Таким образом, материалы могут эксплуатироваться во всех климатических зонах Евразии: от крайнего Севера, до районов с засушливым и тропическим климатом.
Рулонные материалы гидроизоляции ТЕХНОНИКОЛЬ производятся на прочной основе (полиэфир, стеклоткань или стеклохолст), которая повышает сопротивляемость материала к механическим нагрузкам и снижает риск его повреждения. На поверхность материалов верхнего слоя (марки К) нанесена минеральная посыпка для защиты от ультрафиолета.
Срок эксплуатации битумно-полимерных материалов Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ составляет 40 лет и более (материалы бизнес- класса) при условии правильного монтажа, эксплуатации и обслуживания.
Корпорация ТЕХНОНИКОЛЬ сегодня экспортирует из России более 50 млн м2 рулонных битумно-полимерных мембран в различные страны мира, в том числе, в государства с очень жесткими экологическими требованиями (Скандинавия, Западная Европа, США). При этом материалы для внешнего и внутреннего рынка РФ часто отличаются лишь маркировкой - принципиальной разницы в составе большинства продукции нет.
Еще один показатель экологичности стройматериалов – возможность их эффективной утилизации и вторичной переработки. Отработавшие свой срок битумно-полимерные материалы успешно перерабатываются на специальных установках и в последующем используются как добавки при изготовлении различных стройматериалов с битумным вяжущим.
Однако в современном мире недостаточно произвести экологически безопасный продукт. Само производство также должно быть максимально безопасным и эффективным с точки зрения потребления ресурсов и защиты окружающей среды.
Каких результатов удалось достичь предприятиям направления «Битумные материалы и гранулы» ТЕХНОНИКОЛЬ за прошедшие несколько лет?
Все заводы данного направления в 2020 году сократили выбросы СО2 (углекислого газа) на 17%, снизили потребление электроэнергии на 6%, водопотребление почти на 9%. В целом за 5 лет водопотребление сократилось на 42%. И в прошедшем году отмечен самый низкий за пять лет объем потребления воды.
За счет замены воздушных компрессоров на более эффективные (с инверторной технологией) и установки частотных преобразователей на электродвигатели с 2016 по 2020 годы удалось сократить потребление электроэнергии на 10%.
В этом году на предприятиях компании ТЕХНОНИКОЛЬ реализуются проекты по сокращению выбросов пыли. Система пылеподавления состоит из генераторов водяного тумана, которые создают в разгрузочных зонах плотную водяную завесу из мельчайших капель. В результате система позволяет снизить уровень запыленности на 80%.
Отдельно стоит отметить успехи предприятия «ТехноНИКОЛЬ-Выборг», которое ежегодно перерабатывает до 5000 тонн в год вторичных полимерных модификаторов. Также «ТН-Выборг» стало первым предприятием ТЕХНОНИКОЛЬ, которое внедрило плазмокаталитическую установку очистки газов «PLAZKAT» российского производства.
Специалисты компании поработали и над снижением уровня шума работающего оборудования – для этого агрегаты завода в Выборге были покрыты специальным шумоизолирующим составом.
Компания методично двигается к цели – стать мировым лидером в производстве не только экологически безопасных материалов, но и обеспечить максимальную чистоту самого производства.
Стальные конструкции: основные тренды 2021 года
Сегодня состояние рынка стальных конструкций волнует не только непосредственных участников отрасли, но и потребителей. Выросшие цены на металл повлияли на состояние всей строительной отрасли, коснулось это и частных лиц. Поэтому состояние рынка стальных конструкций волнует все мировое сообщество. Ассоциация развития стального строительства продолжает знакомить вас с перспективами развития отрасли и возможностями применения металлоконструкций.
"Сегодня стальное строительство - одно из самых перспективных направлений строительной отрасли. Потенциал использования металла огромен. Это особенно актуально в условиях мирового кризиса, поскольку сталь имеет ряд преимуществ перед другими конструкциями. Потребность в строительстве общественных зданий, школьных и дошкольных учреждений, объектов культуры и спорта, коммерческих зданий и сооружений, складских и сельхоз помещений различного назначения, объектов жилого строительства и медицинских учреждений остается на прежнем уровне несмотря на экономические спады. Поэтому главный тренд 2021 года, который, мы уверены, сохранится и в последующие годы - это массовое расширение и углубление применения металлоконструкций по всем направлениям", - говорит глава АРСС Александр Данилов.
С руководителем Ассоциации согласны и другие эксперты отрасли. Рост потребления стали в строительстве имеет широкие перспективы. По оценке директора ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко Ивана Ведякова, росту применения металлоконструкций во многом будет способствовать реализация масштабных государственных инфраструктурных проектов. "Одним из ведущих трендов 2021 года я бы назвал рост цен на металл. Это сопровождалось увеличением спроса на него. В России сейчас строится много домов из монолитного железобетона, что сопряжено с повышенным расходом арматуры, которая за последние несколько месяцев подорожала в два раза. Еще сильнее возросли цены на балку, что стало серьезной проблемой для производителей металлоконструкций. Новые своды правил, утвержденные в 2020-2021 гг., способствуют расширению использования металла в строительстве. После принятия СП
«Защита зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения» проектировщики начали перестраховываться, закладывая в проекты больше металла", - отметил Иван Ведяков. Еще одной проблемой эксперт назвал проект нового ГОСТа по строительной стали, из которого металлурги хотят убрать некоторые требования к прокату. Если он будет утвержден в таком виде, строителям самим придется подтверждать перед Главгосэкспертизой характеристики стальной продукции, что потребует дополнительных затрат.
Еще одним общемировым трендом, за которым следует и Россия, можно назвать высотное строительство. В условиях дорожающих цен на землю девелоперам выгоднее строить многоэтажные здания и небоскребы. Возведение таких объектов чаще всего используется с применением стальных конструкций.
"Накопленный опыт позволяет говорить об эффективности использования сталей повышенной прочности. Современные производители стали, в том числе в РФ, способны обеспечить строительство конструкций с пределами текучести до 900 МПа. А современные нормы РФ позволяют делать расчеты конструкций с самыми высокими пределами текучести. запроектировать без применения сталежелезобетонных конструкций. Комбинирование высокопрочных сталей и бетонов позволяет сооружать уникальные здания со сравнительно компактными поперечными сечениями. Применение сталежелезобетонных конструкций вместо «традиционных» (в которых стальная и железобетонная часть работают раздельно) позволяет снизить металлоемкость конструкций перекрытий на 14-26% в зависимости от пролета. То есть в полной массе здания – экономия может составить 8,8-16,4% веса конструкций. Кроме того, мировые тренды использования комбинированных конструкций показывают, что потребление стали для колонн, перекрытий многоэтажных зданий будут только расти. Поэтому важно совершенствовать нормативные документы в этом направлении, проводить экспериментальные исследования новых форм конструкций", - пояснят к.т.н., заведующий лабораторией высотных зданий и сооружений ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Денис Конин.
Также, по прогнозам участников рынка, сталь будет шире применяться не только в уже освоенных инфраструктурном и нежилом строительстве, но и в относительно новом сегменте жилого строительства.
"Жилая недвижимость сейчас строится в основном с применением арматуры, но на примере других стран мы видим потенциал для металлоконструкций. В России есть запрос на скорость, экологичность и качество строительства, которые не всегда может гарантировать монолит. С другой стороны, согласно нацпроекту «Жильё и городская среда» к 2030 г. в сегменте массового жилого строительства должно возводиться 80 млн м² ежегодно (сейчас менее 50 млн м² в год). При сегодняшних технологиях монолитного и панельного домостроения, равно как и имеющихся производственных мощностях, — достижение цели кажется затруднительным. В свою очередь, современные технологии и решения в области стального строительства, а также накопленный профессиональный опыт, позволят обеспечить достижение заявленных целей", - говорит начальник управления по развитию стального строительства «Северстали» Роман Сенаторов.
В сфере индивидуального жилого строительства уверенно растёт количество проектов по технологии лёгких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК). Этот сегмент будет развиваться и дальше, особенно благодаря расширенной в 2021 г. программе льготного ипотечного кредитования.