Неоднородный ТИМ
По мнению экспертов, готовность к внедрению ТИМ в повседневную практику среди российских строительных компаний очень неоднородна. Одна из причин этого – отсутствие единой методологии и ИТ-стандартов и нежелание некоторых игроков рынка переходить на новые стандарты работы.
1 сентября 2023 года вступило в силу Постановление Правительства РФ № 331 в новой редакции, согласно которому до 1 июля 2024 года каждый застройщик, ведущий работы на объектах капстроительства (ОКС) по 214-ФЗ, должен использовать при застройке технологии информационного моделирования (ТИМ), они же BIM. Таким образом, день X для отраслевых компаний, который несколько раз переносился, все же должен настать.
Между тем к обязательным новшествам пока готовы не все. По мнению экспертов ДОМ. РФ, в настоящее время только порядка 18% застройщиков применяют технологии информационного моделирования. Это 30–40 компаний из топ-100 игроков рынка.
Неполная готовность
Схожие выводы делают и специалисты ИТ-сферы, проектировщики, сами застройщики, представители смежных отраслей. По словам руководителя департамента внедрения и технического сопровождения программного обеспечения АО «СиСофт Девелопмет» (CSoft Development) Степана Воробьева, готовность к внедрению ТИМ в повседневную практику среди строительных компаний по России очень неоднородна. Такие лидеры рынка, как ПИК, Самолет и другие, активно используют ТИМ в своих проектах, их также задействуют при строительстве новых объектов промышленные гиганты и технологические драйверы. Москва, Московская область, Санкт-Петербург – драйверы информационного моделирования. «Во многих других регионах и компаниях, имеющих меньшие масштабы деятельности, информационная модель зачастую или не используется, или используется как инструмент самопроверки. Широкому внедрению ТИМ препятствуют такие факторы, как отсутствие у строительных компаний целостного представления о том, как информационная модель может изменить, улучшить и сделать процесс более эффективным ресурсоемкость внедрения ТИМ, отсутствие единой системы взаимодействия между представителями строительной отрасли, где ТИМ выступали бы ключевым элементом. Соответственно ускорению процесса поспособствует широкая популяризация ТИМ, в чем «СиСофт Девелопмент» принимает активное участие в разных форматах. Субсидирование внедрения в самых разных вариантах, за которое мы также выступаем вместе с коллегами из ТИМ-сообщества, и постепенное создание некой экосистемы, где все CAD, PLM, САПР могут бесшовно взаимодействовать друг с другом», – отмечает он.
Рынок не готов к работе по новым правилам, считает генеральный директор Rocket Group Борис Латкин. Использование BIM все еще тяжело вписывается в процессы застройщиков, предпочитающих классические технологии 2D-проектирования и последовательную работу. Распространена практика, когда сначала используют привычное программное обеспечение, а уже потом переводят результат в BIM-формат. Таким образом, новый закон и необходимость перехода на сложное ПО замедлили процесс разработки. «Однако уверены, что в перспективе использование BIM упростит и ускорит работу бюро, специализирующихся на проектах комплексного развития территорий. Сейчас с ИИ-платформой территориального моделирования rTIM интегрируются и классические чертежи, и BIM-модели. Тем не менее мы планируем, что в будущем разработка масштабных проектов застройки в симбиозе BIM и ТIМ-технологий будет быстрее и нагляднее для проектировщиков», – полагает представитель ИТ-рынка.
На наш взгляд, продолжает тему заместитель генерального директора компании «Метрополис» Олег Баранов, большинство застройщиков и 100% основных крупных застройщиков уже используют ТИМ, при этом у них имеются свои внутренние стандарты для информационной модели на разных стадиях проектирования и этапах строительства объекта: «По моему мнению, в Москве, Санкт-Петербурге количество застройщиков, использующих информационное моделирование, может достигать 80%. В целом по России, я думаю, это около 20%. Использование ТИМ также напрямую зависит от конкретного заказчика, от его требований по организации проектирования и строительства. Несмотря на то что ситуация меняется к лучшему, внедрение информационного моделирования на объектах строительства тормозит недостаточное количество квалифицированных BIM-менеджеров, способных интегрировать ее в реальные процессы строительства. Отсутствует понятная всем методология, недостаточные возможности отечественного ПО для реализации необходимых требований, предъявляемых к современной ТИМ-модели. Ускорение процесса внедрения возможно при разработке грамотного, тщательно спланированного последовательного плана, который будет корректироваться практическим опытом, выделения достаточного финансирования на разработку отечественного ПО и обучение специалистов».
Если рассматривать крупных застройщиков из центральных городов РФ, практически все они используют информационную модель в том или ином виде в своей работе, рассказывает директор департамента информационных технологий Группы ЦДС Михаил Орлов. «Про региональных или небольших застройщиков сказать сложно. Скорее всего, данные ДОМ.рф близки к истине. Но в рамках данного ПП можно еще задаться вопросом, готова ли негосударственная экспертиза принимать проекты с информационной моделью и предъявить требования к ним. В Группе ЦДС использование информационной модели на этапах проектирования и подготовки к строительству уже стало обычным процессом и со второй половины 2023 года мы начали подключать к этому коллег со строительных площадок. Для внедрения BIM у застройщиков основным тормозом, возможно, является низкая цифровизация отрасли: получив проект с ИМ застройщик не всегда знает, в каких процессах можно ее использовать, и из-за этого не может сформулировать требования к проектировщикам», – считает девелопер.
По мнению руководителя инженерной группы ANTARUS компании «Элита» Евгения Волчкова, информацию с сайта ДОМ.РФ о том, что только 18% застройщиков использует BIM-технологии, не стоит воспринимать как сигнал «все пропало». Если воспользоваться законом Парето, отмечает эксперт, то 80% текущего объема жилого строительства обеспечивает 20% застройщиков. Это примерно около 500 компаний (исходя из анализа данных сайта ЕРЗ.РФ). Среди этих топ-500 доля компаний, которые применяют BIM, в разы выше. А из 20 крупнейших застройщиков РФ как минимум две трети внедрили эту технологию не вчера, а 3–5 лет назад. Постановление Правительства РФ № 331 является просто необходимым для развития строительной отрасли.
«Наша компания уже 6-й год использует BIM-системы, и полученный опыт показывает, что их внедрение не только ускоряет все процессы реализации проекта – от проектирования до ввода в эксплуатацию, но и существенно повышает качество выполняемых работ. Сопротивление рынка естественно и свойственно любым инновациям. Например, между появлением первого автомобиля и началом его массового использования прошло более 20 лет. Единственным фактором, который мог бы затормозить процесс внедрения BIM-проектирования, является массовый уход иностранных производителей из России. А у большинства компаний, которые пришли на их место, до сих пор нет информационных моделей собственных продуктов. Например, на рынке насосного оборудования буквально единицы производителей могут предложить BIM-модели для проектов, в том числе наша компания «Элита». Мы разрабатываем BIM-семейства на все свои продукты ANTARUS и выкладываем их в свободный доступ», – сообщил Евгений Волчков.
Формообразующий фактор
Другие опрошенные эксперты отмечают саму неоднородность подходов к использованию технологий информационного моделирования. По словам генерального директора ООО «ИСП «Геореконструкция» Алексея Шашкина, сведения об использовании ТИМ спекулятивны, поскольку не определен сам термин. Я вкладываю в него прежде всего все, что способствует главному в любом сооружении – обеспечению механической безопасности. В этом смысле сегодня технологиями информационного моделирования охвачены 100% объектов строительства, поскольку для каждого из них выполняются расчеты, строится численная расчетная модель сооружения.
«Внедрению BIM, он же ТИМ, мешает прежде всего отсутствие связи между расчетной моделью объекта и всем прочим, что принято подразумевать под ним. Декларируется, что в модель достаточно внести некоторое изменение – и модель автоматически перестроится. Это ложь. Дело в том, что при этом не перестроится расчетная модель, а следовательно, конструктив сооружения. Поясню: при пролете между стенами 8 метров перекрытие может быть в виде плиты, а при 12 уже понадобятся балки солидного сечения. Ничего этого в существующем ПО не заложено. Поэтому BIM – это не более чем веселые картинки, которые оказались востребованными только потому, что топ-менеджеры разучились читать чертежи. Для того чтобы они хоть что-то поняли, приходится доводить чертежи до уровня комиксов», – считает руководитель проектной компании.
«Главная проблема – это отсутствие единой методологии и стандартов по BIM. В России есть несколько ГОСТов и других документов по BIM, но они не согласованы и не учитывают специфики разных работ и объектов. Также многие застройщики и проектировщики не имеют опыта и компетенций в BIM и необходимого софта и оборудования. Для ускорения внедрения BIM нужно разработать и утвердить комплекс стандартов по BIM, создать центры компетенций по BIM в регионах, стимулировать развитие отечественного ПО для BIM и обеспечить совместимость разных программных продуктов. Также важно учитывать специфику объекта и вида работ при выборе софта для работы с информационной моделью», – отмечает исполнительный директор BIMDATA Виктория Школина.
По словам директора департамента управления, продуктом компании «Нанософт» Сергея Сыча, переход на ТИМ – это далеко не только переход на новый вид программного обеспечения, это изменение методологии и самих работ, и взаимодействия с коллегами. По разным причинам к таким изменениям готовы далеко не все организации. Любая технология должна быть целесообразной: «От информационной модели проекта прежде всего требуется быть актуальной и достоверной, доступной всем заинтересованным сторонам, а также обладать интероперабельностью, обеспечивающей обмен необходимыми данными и их извлечение, для чего эта модель и создается. Правильный подход определяет получение желаемого результата – с повышением общего качества проекта и его совокупной экономией. ПО здесь является одним из формообразующих факторов: его выбор, стандартизация, внедрение – очень важный элемент итогового результата».
По мнению главы комитета по информационному моделированию градостроительной деятельности АРПП «Отечественный софт» Михаила Бочарова, информационная модель должна быть такой, как написано в Градостроительном кодексе РФ: «Но, к сожалению, с целью снижения требований цифровой экономики делаются попытки пересмотра положений ГрК в угоду более простой схеме данных, в основном используемой за рубежом. Многие могут сказать: мы еще более простые варианты не освоили, а надо уже переходить на более сложные. Да, это именно так, но нужно понимать, что цифровая вертикаль должна учитывать амбициозные планы управления данными, и такие сейчас заложены в ГрК. С другой стороны, нужно максимально упростить формирование и ведение самой ИМ, убрать излишние требования и условности».
Переход к российскому
Информационная модель должна быть разумной и достаточной для решения тех задач и целей, которые застройщик ставит перед собой, используя ее, считает заместитель генерального директора компании Renga Software Максим Нечипоренко. Например, для решения практических задач по управлению строительным проектом. Самое главное – это задать вопрос: зачем нужна информационная модель? Только после этого можно понять, какая она должна быть. Еще можно обратиться к нормативно-техническим документам и искать описание информационной модели там. Можно сказать еще, что для застройщика информационная модель должна быть неким инструментом, который позволит, с одной стороны, сформировать чертежи на основе трехмерной модели, а с другой – сформировать набор IFС-файлов для экспертизы.
«На самом деле, – добавляет Максим Нечипоренко, – если грамотно и правильно внедрять и применять информационное моделирование, то процесс строительства (по 214-ФЗ) оно делает менее затратным, позволяет использовать более достоверные данные для оценки затрат, стоимости и сроков – это все положительно влияет на общий ход строительного процесса. О том, какой использовать софт для информационного моделирования, здесь каждый решает сам в зависимости от своих знаний, технических и финансовых возможностей, наличия квалифицированных кадров. В реалиях сегодняшнего дня этот софт должен быть еще доступным для установки и последующего официального обслуживания, сопровождения и возможности обновления, то есть отечественным», – констатирует эксперт.
Информационная модель должна быть полной и интраоперабельной, отмечает Степан Воробьев. Затраты будут заключаться в приобретении техническим заказчиком ПО и обучении специалистов, задействованных на всех этапах строительства, регламентам использования модели. «Наша позиция состоит в том, что ТИМ на российской стройке должны быть созданы на российском ПО. Мы также выступаем за то, чтобы базовые задачи ТИМ решались на единой платформе, открытой при этом для подключения либо для загрузки данных от другого российского софта, решающего специализированные задачи, связанные с профилем, технологией строительства объекта и другими его особенностями», – добавляет представитель компании «СиСофт Девелопмет».
С помощью виртуальной модели возможно контролировать сроки выполнения работ, оперативно вносить необходимые корректировки и в дальнейшем использовать ИМ на этапе эксплуатации, напоминает Олег Баранов. При этом затраты на строительство сокращаются в среднем на 10–15%. Самое распространенное ПО при создании модели проекта – это Revit, Archicad, Rengа, Model Studio и другие. Отечественное ПО на данном этапе уступает западному софту, поэтому большинство девелоперов работает с использованием Revit, на внедрение которого затрачены значительные средства, настроены необходимые технологические инструменты, и переход на альтернативный софт довольно сложная задача. Тем не менее, подчеркивает представитель компании «Метрополис», для обеспечения экспертной проверки результат всей разносторонней работы в различных моделях, выполненных в соответствии с требуемым информационным наполнением, должен иметь возможность выгружаться в унифицированный IFC-формат.
Финансовый вопрос
Переход от традиционного проектирования к информационному моделированию требует ощутимых инвестиций со стороны строительной компании, считает руководитель IT-проектов ООО «3В Сервис» Артем Солдатов. Застройщику необходимо найти деньги и время, чтобы сформировать новые команды, наладить процессы, выбрать и закупить программное обеспечение: «Несмотря на то что со временем данные вложения окупятся и начнут приносить прибыль, в моменте не все застройщики готовы к подобным издержкам. Еще одна проблема заключается в том, что не все застройщики осознают пользу от внедрения BIM-технологий. Так происходит по причине того, что компании концентрируются только на создании информационной модели объекта строительства, а не на ее использовании. Если подойти к данному вопросу более комплексно и проработать использование модели на всех этапах жизненного цикла сооружения, то преимущества работы с BIM-моделью станут очевидны».
Уже очень много говорилось о том, что переход на BIM действительно окупается, когда модель используется на этапе строительства, а не только проектирования, сейчас же видно, что даже у многих крупных застройщиков модель на стройку пока не выходит, делится своими выводами генеральный директор компании IYNO Анастасия Морозова. Максимум, где она используется, это первоначальный подсчет ведомостей и смет. Ценность для бизнеса от такого перехода на BIM не так очевидна, а значит, и платить за BIM-проектирование на стадии П и РД застройщик не готов. В результате он получает плохую BIM-модель, которая делалась скорее для галочки, и ее сложно использовать в процессе строительства. «Мы видим разброс в ценах на BIM-проектирование в 5 (!) раз. Причем те, кто платит по самому высокому тарифу, очень хорошо понимают, зачем они это делают и как они будут работать с BIM-моделью на этапе строительства. Для них это инвестиции. Те же, кто экономит на качестве, фактически выбрасывают BIM модель сразу после оплаты. Учитывая очень разное качество BIM-моделей, особенно если проектировщика выбрали по минимальной цене, одной из причин, по которой BIM-модель застревает на этапе проектирования и не используется на стройке, не приносит отдачи, является высокая трудоемкость при обработке и «очистке» данных из BIM-модели. Если делать это без средств автоматизации, помогающих избежать рутинной ручной работы, то значительные трудозатраты убивают энтузиазм и желание использовать BIM-модель в процессе строительства», – считает представитель IYNO.
Внедрение BIM, полагает руководитель отдела информационного моделирования ВИ-ОН Екатерина Одинцова, повлечет за собой затраты на обучение персонала, приобретение программного обеспечения и оборудования, но в долгосрочной перспективе BIM может сэкономить средства и упростить процесс строительства и управления проектами: «Благодаря более точному моделированию и анализу можно уменьшить количество ошибок и дорогостоящих изменений на поздних стадиях строительства. Софт должен соответствовать потребностям конкретного проекта и организации, а также должен быть доступен в тот момент, когда внедряется BIM. Унификация и разнообразие в использовании софта зависят от целей и требований конкретного строительного проекта и предпочтений застройщика».
По словам генерального директора компании-проектировщика BIMPRO Анны Николаевой, несмотря на то, что потенциально внедрение BIM выгодно для застройщика, оптимизирует его бюджет, исключает возможность серьезных ошибок на стройке и упрощает контроль, пока еще каждый BIM-проект является уникальным. «У нашей компании накопилась статистика работы с государственными и частными объектами, которая позволяет оценить эффективность и стоимость внедрения BIM. На данном этапе застройщику не нужна сложная BIM-модель. Оптимальным, на наш взгляд, является щадящее внедрение BIM, то есть оцифровка существующего 2D-проекта – это снижает расходы застройщика и позволяет выполнить требования регуляторов к BIM-проектированию и, несмотря на щадящее внедрение, несет существенную экономию», – резюмирует эксперт.
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.