Строительство тоннелей
Строительство тоннелей и прочих подобных подземных систем — одно из главных инфраструктурных решений любого крупного города. Это технология, которая позволяет выполнять сразу много решений на глубине: разгрузить городские улицы, организовывать автомобильные развязки, создавать альтернативные наземным дорогам транспортные системы, такие как метро в Москве.
Также тоннелестроение позволяет делать путепроводы в местах со сложным ландшафтом, где без них приходилось совершать длинные объезды. И даже соединять целые острова между собой или с континентальной частью. Таким образом, усилиями инженеров людям удается экономить много времени и денег, оптимизировать экономическую систему городов и стран. Давайте выясним, как правильно планировать и прокладывать тоннели, какие существуют инновационные проекты и современные способы проходок. А также, с какими проблемами можно столкнуться во время строительства, и как их решить.
Современные технологии возведения тоннелей
Технологический процесс строительства тоннелей в России и мире со временем только совершенствуется, но некоторые постулаты подземных инженерных проектов остаются неизменными, потому что они эффективны и проверены временем. Например, делить возведение тоннелепроходов на два основных способа: открытый и закрытый.
Метод открытого строительства применяют в том случае, когда нужен тоннель мелкого заложения (обычно не ниже 20 м под уровнем поверхности). У этого метода есть как плюсы, так и минусы. Из преимуществ можно отметить экономическую выгоду по сравнению с закрытым способом. В то же время от инженеров потребуется учитывать все основные коммуникации над самим тоннелем, а также дороги. Это усложняет задачу, иногда вынуждая перекладывать их.
Строительство открытым способом ведется посредством вырывания котлована, который засыплют землей обратно после окончания работ. Также на этом уровне нередки грунтовые воды, и для защиты от них нужно построить специальных слой гидроизоляции.
Второй способ строительства тоннелей — закрытый. В отличие от предыдущего метода, он может применяться как на малой высоте, так и при глубине более 20 м. Типичный пример прокладки тоннелей закрытого типа — строительство метро. Чтобы начать проходку, инженерам нужно создать систему из шахт и проходов. Также обязательно установить лифты и подъемники, которыми персонал и строительные машины доставляются под землю. С их же помощью налаживается постоянные поставки материалов вместе с выведением грунта и прочего мусора.
Если использовать закрытый метод строительства, придется потратить больше средств, однако это открывает более широкие технологические возможности. Во-первых, таким способом не нарушается целостность внешней коммуникационной и транспортной системы, находящейся значительно выше. Во-вторых, уже организовав первоначальную шахту и доставив туда строительную технику, включая тоннелепроходческий щит, можно делать проходку на длину значительно больше, чем открытым типом.
Построение ступенчатым методом
При этом способе строительства тоннелей необходимо первым делом выкопать верхнюю секционную часть. Приступать к извлечению породы в нижней половине нужно после того, как будет достигнута определенная длина отверстия. После этого верхняя и нижняя секции начинают идти параллельным путем. Ступени можно поделить на 3 основных размера: короткая, длинная и очень короткая. В современном строительстве в зависимости от сложности проекта количество ступеней может быть три и даже больше.
Преимущество выкапывания тоннеля ступенчатым способом состоит в высокой скорости проходки, а также обеспечении обширного пространства для строительных маневров. При этом количество нарушений в окружающих среде из-за интерференции двух параллельных операций по изъятию грунта может повышаться. Тем не менее, стабильность поверхности выемки повышается благодаря наличию ступеньки.
Кольцевая выемка с основным грунтом
В этом методе строительства тоннеля важно подобрать правильный метраж для круговой выемки. По правилам, основной грунт в ней должен составлять более половины от совокупной площади проема. Как только проводятся земляные работы, нужно сразу устанавливать опоры стального каркаса и анкера для распыления. При этом опорные рамы соединяются между собой стальными стержнями.
В этом способе проходки проблемой может стать низкое качество породы, дающее короткий срок самостабилизации перед грунтовым изъятием. Чтобы защитить конструкцию, нужно обустроить предварительную поддержку, как того требует проектная документация.
Метод по соседству
Его также называют методом с центральной диафрагмой, или просто «CD». Это способ прокладки тоннелей, по которому необходимо выкопать одну сторону, затем возвести среднюю стену, и только после этого приступать к выкапыванию второй стороны тоннеля. Данный технологический процесс применяют, когда тоннель с двойной линией имеет большой пролет, а окружающая порода скал достаточно слабая.
Способ перекрестного соседа
Другое название — способ с поперечной центральной диафрагмой «CRD». Также как и предыдущий, он применим в тоннелях, имеющих большой пролет, и прокладываемых в условиях слабой скальной породы. Отличие заключается в том, что вместо последовательного выкапывания сначала одной, а затем другой стороны, в этом способе выемку делают попеременно с обеих сторон небольшими частями.
Также по центру устанавливается средняя стена. Эта перегородка с диафрагмой подстраивается по ходу вскрытия новых участков породы с обеих сторон, пока не будут выкопаны последние части. Снимать среднюю поддерживающую стенку нужно только после закрытия всей секции с установлением стабильности.
Пилотная яма с двойной стенкой
Суть данного метода заключается в том, чтобы продольно разделить вес участок на 3 части двумя перегородками. В итоге в поперечном сечении прохода образуются две отдельные стороны — пилотные ямы. А центральный участок тоже можно условно поделить на пару составляющих: ступени снизу и основной грунт сверху.
Основные этапы строительства
Прокладывание тоннелей — сложный процесс, включающий много инженерно-технологических этапов. Однако первым из них всегда должен быть исследовательский. Любой тоннель проходит в определенной толще земли, которая имеет сложный состав, включает в себя разные слои, может содержать подземные воды и прочие геологические факторы. Поэтому перед началом любых строительных шагов требуется определение, где и как в данной местности допустимо вести раскопки, чтобы не допустить ошибок.
Этап подготовки
Геологическое обследование участка подразумевает комплекс различных мероприятий, а выводы делаются на основании суммирования всех результатов. Вот из каких видов исследований состоит анализ строительного участка:
- Изучение документации. Включает в себя ознакомление с любой доступной литературой, геологическими картами местности, отчетами других специалистов.
- Геофизические методы. Например, георадар и сейсмические показатели, электромагнитное обследование, проверка удельного сопротивления.
- Проба через бурение скважин. Из них можно достать образцы местной почвы и горной породы, чтобы затем испытать их в лаборатории.
- Выкапывание ям для визуального осмотра.
- Картирование полей для выяснения геологических структур и прочих важных для сооружения особенностей.
Также по ходу строительства используют различные узконаправленные инструменты, которыми измеряют производительность грунтов: пьезометр, тензодатчик, инклинометр.
Закончив исследовательскую работу, инженерам на ее основании требуется составить технический проектный план. Здесь создаются чертежи будущего тоннеля и его коммуникаций. Основные параметры проходки: длина, диаметр, метод возведения, условия безопасности и т.д. После этого нужно подготовить строительную площадку. В рамках этого монтируются временные конструкции, доставляется техника, строятся шахты, проходы и бункеры.
Этап проходки
Когда подготовка прошла успешно, начинают непосредственно прокладывать участок тоннеля. Это может быть открытый метод с траншеей и котлованом, или закрытый — путем тоннелепроходческого щита. Разница между ними, как правило, определяется глубиной заложения, а также ожидаемыми финансовыми затратами и временем. На данном этапе строители делают все действия, позволяющие отделить и удалить твердую породу.
Затем следует укрепление пролетов, ведь сама по себе горная порода очень нестабильна, способна обваливаться и давать трещины. Укрепляют проход в несколько стадий. Сначала первичной конструкцией по мере продвижения, которая потом будет удалена. После этого делают уже окончательную отделку железобетонными блоками вместе с изоляцией от грунтовых вод. Делается дренаж.
Отделка и коммуникации
После завершения основного этапа строительства, особенно если в тоннеле должна проходить дорога для автомобилей, следует облагораживание внутренней территории. Нужно проложить кабели для электрификации, создать по всей длине вентиляционные шахты, источники освещение, канализацию, системы снабжения водой и прочее. Особенно такое благоустройство требуется в тоннелях с большой длиной, где транспорт может проводить не одну минуту.
Также нужны противопожарные системы и другие, которые нужны для безопасной эксплуатации перегона. Дополнительно нужны различные датчики, чтобы мониторить состояние тоннеля: деформацию, вибрацию и т.д. Только после этого можно делать финальную облицовку, красить стены и вводить тоннель в работу.
Проблемы современного тоннелестроения
В процессе строительства тоннелей недопустимо совершать ошибки, которые могут привести к возникновению трещин, обсыпанию неустойчивой почвы, подтапливанию и обрушению несущих конструкций. Такие проблемы способны превратиться в настоящую катастрофу, если внутри находятся сотни и тысячи людей как, например, в метрополитене. Факторов риска может быть множество, особенно наличие водоемов поблизости, которые влияют на геологические свойства на километры вокруг. Ярчайший пример таких сложностей — московское метро, многие станции которого и перегоны между ними прокладывают рядом с одноименной рекой столицы, а также ее притоков.
С не меньшими проблемами сталкиваются и тоннели для авто. Как правило, этот тип подземных магистралей не опускается ниже уровня почвы, а проходит внутри гор и холмов. Здесь главным фактором риска выступает наличие над проходкой десятков метров горной породы. Некоторые ее виды не являются достаточно устойчивыми и склонны к осыпанию, оползням как, например, известняк. Это требует от инженеров и строителей целого комплекса защитных и укрепляющих мер, чтобы структура местности оставалась стабильной, а сам километровый тоннель не раздавило тяжестью земли.
Вот перечень основных проблем и вопросов, с которыми сталкиваются компании по прокладыванию тоннелей, а также варианты ответов на них и принимаемых мер:
- Цель сооружения. Есть много видов тоннелей по предназначению, и от конкретного типа будут зависеть все дальнейшие технические характеристики.
- Геологические и технические особенности. Сбор данных и анализ всего, что связано с подземной местностью и ее составом: выявить разломы, грунтовые воды, устойчивость и прочность породы и т.д.
- Выбор методов строительства. После исследований инженерам предстоит решить, какой способ выполнения проходки подойдет. В прокладывании тоннелей можно использовать не только классические тоннелепроходческие машины (ТПМ) и СЭМ, но также буровзрывной метод.
- Выравнивание тоннеля. Включает в себя комплекс мер по минимизации влияния подземного инженерного сооружения на другую надземную инфраструктуру и соседние коммуникации, а также защиту самого прохода от факторов окружения.
- Поперечное сечение. Этот параметр тоннеля нужно определить, прежде всего, исходя из назначения постройки. Если он является транспортным, то важно также учитывать ожидаемый трафик и другие нагрузки. В зависимости от условий и желания застройщика сечение тоннеля может быть круглым, эллиптическим, в форме подковы, прямоугольным.
- Обеспечение поддержки при строительстве. Чтобы во время проходки и других этапов строительства стабилизировать местность, требуется обделка системой поддержки.
- Циркуляция воздуха. Тоннель не сможет нормально функционировать без продуманной системы вентиляции. Это важно не только для людей внутри, но и для некоторых материалов. Вентиляция избавляется от углекислого газа и доставляет с поверхности свежий воздух, богатый кислородом.
- Решение проблемы грунтовых вод. Также потребуется система дренажа, иначе тоннель будет страдать от накапливания поземной жидкости. Обязательное мероприятие поблизости с озерами, реками и прудами.
Также нельзя забывать, что одно из основных мест тоннеля, проходящего через рельеф местности — вход. Ему следует уделять особое внимание, потому что в данном месте всегда есть риск обрушений и оползней, которые способны заблокировать выход для людей и машин. Чтобы избежать этого, в районе входов требуется обустройство укрепляющей конструкции, защитных козырьков и рам и т.д.
Напоследок проблема, которая главным образов волнует застройщика — определение стоимости проекта. Итогом проектирования тоннеля должна стать оценка затрат с учетом всех используемых материалов, ожидаемых сроков, количества задействованных людей, разнообразия строительной техники и многого другого.
Импортозамещение в строительстве тоннелей
В последнее время страна поставила ключевой задачей обретение как можно большей самостоятельности и независимости от иностранных поставщиков. Особенно это важно в сфере инженерного строительства. Вместе с тем поменялись тенденции импортозамещения. Раньше упор делался на создание отечественного высокотехнологического комплекса и IT-технологий. Теперь же возникла острая необходимость в качественных домашних материалах, технике и комплектующих к ней.
В этой сфере у нас до сих пор существует неравенство между разными сегментами. Если широко используемые материалы имеют большую долю именно среди российского производства, то более сложные и дорогие системы до сих пор закупаются у других стран, особенно в Европе. Дефицит отечественного производства наблюдается в устройствах:
- кондиционирования и вентиляции;
- пожарной безопасности;
- систем оповещения;
- средства автоматического управления;
- насосы и оборудование к ним.
Все эти устройства имеют непосредственное отношение к строительству тоннелей. Поэтому нужно развивать домашний рынок производства сложных инженерных систем.
Инновационные проекты
В рамках представления новых технологий и инноваций, а также для обмена опытом большой значимостью обладают международные выставки. В сфере тоннельной инженерии такое важное событие происходит осенью 2024 года в Берлине — InnoTrans 2024. Там свои революционные проекты представят около 30 технологических компаний из разных стран.
Одним из ключевых вопросов выставки является экологическая безопасность используемых материалов. Среди новинок можно заметить проект 55-километрового тоннеля между двумя горными регионами Австрии, современные системы кабельной прокладки, план строительства высокоскоростной подземной ж/д в Египте. А итальянская строительная фирма презентует новейшее оборудование для прокладки тоннелей, повышающее скорость проходок.
Минеральная вата - эффективная защита в системе «мокрый фасад»
Технология внешней отделки и утепления зданий «мокрый» фасад все активнее применяется в строительстве и реконструкции жилых, промышленных, торговых и общественных объектов. В качестве теплоизоляционного слоя в данных фасадных конструкциях очень часто используется минеральная вата. Несмотря на относительно простой процесс создания таких фасадов, важно использовать соответствующие требованиям материалы и следовать всем правилам монтажа.
Напомним, «мокрый» фасад также называют СФТК (система фасадная теплоизоляционная композитная). Это многослойный пирог, внутри которого есть теплоизоляционный материал, клеевая смесь, армирующая сетка, крепежные элементы, а снаружи - штукатурный декоративный слой. Наряду с пенопластом в данной системе утеплителем служит минеральная вата, а точнее ее конкретный вид – каменная (базальтовая) вата.
Надежность решения
Директор по исследованиям и развитию технологий направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ Андрей Титов отмечает, что каменная вата в настоящее время пользуется большой популярностью в системах СФТК, да и сами системы «мокрого» фасада становятся все более распространенными. Популярность минеральной изоляции, поясняет он, обусловлена физико-механическими характеристиками материала, а именно - высокой его энергоэффективностью, технологичностью в процессе монтажа и долговечностью. Обширный многолетний опыт ее применения в различных зданиях в разнообразных климатических зонах подтверждает надежность данного решения.
Как добавляет директор по маркетингу и коммуникациям PAROC в России Таисия Селедкова, в целом минеральная вата высоко востребована на фасадном рынке: она используется как при устройстве штукатурных фасадов, так и вентилируемых, где каждая фасадная система имеет свои технологические плюсы. «Например, Санкт-Петербургу больше востребованы штукатурные системы, которые позволяют решать задачи по применению разнообразных архитектурных деталей и цветовых решений. При этом технологии СФТК также незаменимы при реконструкции старого фонда в российских городах, в том числе и в Москве»,- рассказывает эксперт.
По нашим оценкам, уточняет менеджер по развитию направления «Фасады» компании ROCKWOOL Григорий Громаков, доля фасадов, выполненных с использованием каменной ваты, сейчас составляет около 75%. Это неудивительно, считает специалист, так как утепление зданий с помощью каменной ваты по технологии «мокрый» фасад позволяет установить эффективную и пожаробезопасную теплоизоляцию. «Теплоизоляция из каменной ваты работает по принципу термоса – она позволяет сохранять температуру внутри помещения. Таким образом, зимой внутри тепло, а летом – прохладно. Это позволяет владельцам зданий экономить до 40% расходов на обогрев или кондиционирование помещений. Кроме того, каменная вата – абсолютно пожаробезопасный материал. Ее волокна выдерживают температуры свыше 1000 0С и выступают барьером для распространения огня. Со временем утеплитель не сжимается и не деформируется. Каменная вата – один из самых долговечных материалов на рынке фасадной теплоизоляции», - подчеркивает он.
Соблюдая правила
Качественно смонтировать «мокрый» фасад возможно только при правильном выборе теплоизоляционного и других задействованных материалов (клея, арматуры, дюбелей) и соблюдении всей технологии работ. В том числе, температура внешней среды не должна быть ниже +5 °C и выше + 30 °C. Нельзя проводить монтаж фасада и во время дождя.
Ключевыми показателями для штукатурных фасадов выступают прочность на отрыв слоев и плотность утеплителя, отмечает генеральный директор Торгового дома HOTROCK Елена Пашкова. Прочность на отрыв слоев или, как его еще называют, предел прочности при растяжении перпендикулярно к лицевым поверхностям отвечает на вопрос – выдержит ли материал штукатурный или клинкерный слой. «Для систем «мокрых» фасадов допускается применение минераловатных плит, данный показатель по которым больше или равен 15 кПа. На производстве HOTROCK применяется уникальная технология Elastic Fiber, благодаря которой базальтовое волокно получается более тонким и эластичным (3-8 мкм при длине 60-90 мм). Такая структура волокна обеспечивает повышенную прочность на отрыв слоев - 18 кПа (серии Фасад Лайт и Фасад).
Необходимая плотность утеплителя зависит от типа здания, где он будет применяться. Для частных домов с 2-3 этажами достаточно значения 110 кг/м3. На высотных зданиях или в районах с повышенными ветровыми нагрузками рекомендуется применение утеплителей плотностью не менее 130-150 кг/м3. Плотность прямо пропорциональна стоимости материала, однако экономия здесь может привести к печальным последствиям: снижению общей целостности фасадной системы, ее стойкости к деформациям и внешним воздействиям», - уверена она.
По словам Григория Громакова, значительное число неточностей при устройстве фасадов приходится на этап проектирования: здесь много сложных расчетов и технических тонкостей. Каждое здание специфично, и инженер должен учесть все особенности: тип несущих стен, этажность, назначение, режим эксплуатации. Для штукатурных систем важно корректно провести расчет термического сопротивления и учесть в проекте теплоизоляцию оконных откосов (иначе зимой окна промерзнут по периметру). «Недочеты при установке теплоизоляционных плит, - продолжает он, - также недопустимы. Нарушение технологии может повлечь за собой серьезные последствия, вплоть до разрушения здания. В штукатурных фасадах распространенный «промах» – недостаточная стыковка плит утеплителя и заполнение получившихся трещин клеевым раствором. Это приводит к образованию «мостиков холода» и нарушению целостности декоративного покрытия».
Специалист также отмечает, что нередко ошибки допускаются при создании армирующего слоя: сетка монтируется непосредственно на теплоизоляцию, а ее смежные полотна стыкуются без нахлеста. Это приводит к трещинам на поверхности фасада. Деформацию финишного покрытия вызывают и некачественные дюбели, особенно если они выступают над плоскостью утеплителя.
«Часто совершаются ошибки и при креплении теплоизоляции. Неравномерное нанесение клеевого состава приводит к тому, что края плит загибаются и плохо совмещаются, а стыки становятся видимыми. Использование недостаточного количества дюбелей, а в отдельных случаях их полное отсутствие рано или поздно может привести к обрыву всего теплоизоляционного слоя. Важно помнить, клей удерживает утеплитель от смещения, дюбеля – от отрыва, они не заменяют друг друга», - добавляет Елена Пашкова.
В условиях конкуренции
Эксперты отмечают высокую конкуренцию на рынке производителей минеральной ваты. Она, в том числе, стимулирует к созданию новых, более технологичных материалов. В частности, компания РAROC вывела на рынок свою инновацию – ламельную изоляцию. Одно из основных ее преимуществ – это возможность крепления к бетонной поверхности без дополнительно механического крепежа (если на это нет соответствующих требований производителей фасадной системы).
По словам Андрея Титова, если говорить о внутренней конкуренции среди производителей каменной ваты, то она, разумеется, присутствует и носит вполне традиционный для отрасли характер. «Важно, чтобы продукция отвечала требованиям стандартов, имела всю необходимую документацию. Это обязательные требования, без которых поставки на серьёзные объекты невозможны. Для конкуренции большое значение имеют такие факторы, как репутация производителя, набор сервисных услуг и их уровень, качество продукции, цена, сроки поставки. Так, например, за счет совершенствования технологий и успешной модернизации на производстве нам удалось заметно повысить прочностные характеристики продукции без увеличения ее плотности. Хотя внешне материал не изменился. Об импорте каменной ваты в Россию говорить не приходится, рынок обеспечен продукцией российских производителей. Более того, российская каменная вата экспортируется во многие страны ближнего и дальнего зарубежья»,- сообщил представитель ТЕХНОНИКОЛЬ.
По мнению Елены Пашковой, российские производители сегодня способны предложить продукцию с аналогичными импортным материалам характеристиками по более выгодным ценам. В целом, добавляет она, при выборе минераловатного утеплителя стоит отдавать предпочтение компаниям, давно присутствующим на рынке. Такие производители заботятся о своей репутации и уделяют пристальное внимание качеству выпускаемой продукции.
Как отмечает Таисия Селедкова, на рынок сейчас влияют и другие важные факторы. «Во-первых, это изменение законодательства в части нормативов, в том числе по пожарной безопасности и энергоэффективности. Требования к устройствам фасадов весьма жесткие, штрафы за их нарушения значительные. Во-вторых, более тщательного подбора изоляции требует и современная архитектура. Появляется все больше зданий со структурным остеклением, с большими панорамными окнами. Такие решения требуют более точных расчетов по теплотехнике и более качественных теплоизоляционных материалов, чтобы соблюсти все протоколы по энергоэффективности»,- резюмирует эксперт.
Сухие строительные смеси
С развитием технологий в строительстве прочно заняли свое место сухие смеси. Сухие строительные смеси (ССС)– это многокомпонентные, составы на основе наполнителей, заполнителей, вяжущих компонентов, модифицирующих добавок. Предназначены для выполнения определенных видов строительных, ремонтных и восстановительных работ.
Производят строительные смеси разного функционального назначения: для приготовления кладочного раствора, внешней и внутренней штукатурки, для шпаклевки и выравнивания стен, плиточного клея, финишной отделки под покраску или оклеивание, ремонта, герметизации поверхностей. Все виды сухих строительных смесей объединяет в товарную группу то, что они являются готовыми к использованию обезвоженными составами. Для получения готового раствора достаточно добавить к композиции воду в нужных пропорциях. ССС применяются в качестве альтернативы классическому песчано-цементному раствору. Песчано- цементный раствор во многих случаях не отвечает современным требованиям в строительстве и ремонте.
Недостатки песчано-цементных растворов
До недавнего времени песчано- цементные или цементно- песчаные растворы применялись повсеместно в виде индустриального или самодельного бетона. Физические характеристики готового и затвердевшего раствора имеют существенные технологические недостатки.
- Низкий показатель к растягивающим и изгибающим усилиям. Ярко этот недостаток проявляет себя при нанесении раствора тонким слоем, менее 10 миллиметров. По этой причине подобный раствор более подходит для кладочных работ и выравнивании выраженных неровностей стен.
- Обладает слабой водоудерживающей способностью. Вода из раствора может быстро испаряться либо впитываться основанием, на которое кладется строительный состав. Это влияет на гидратацию и полноту кристаллизации цементного раствора, что, в свою очередь, влияет на прочность готового слоя.
- Быстрое расслоение на фракции. В стабильном состоянии цементно- песчаный раствор подвержен разделению на водную и, более тяжелую, цементно-песчаную составляющую. Поэтому требует периодического перемешивания.
- Полноценное затвердевание цементно- песчаного раствора возможно только при положительных температурах. Это важно учитывать при проведении работ в холодное время года.
- Песчано- цементный раствор не обеспечивает прочной адгезии с пластиковыми, деревянными, окрашенными поверхностями и теплоизоляторами.
- Нанесение слоя строительного раствора при отделочных работах неизбежно утяжеляет строительные конструкции. Этот показатель нужно учитывать в расчетах по несущей способности.
- Для заключительной подготовки поверхности под финишную отделку требуется шпаклевание и грунтование стен, железнение полов. Дополнительные операции увеличивают время и стоимость работ.
- Цементно- песчаные растворы способны неравномерно застывать. Это приводит к трещинам и ослаблению прочности слоя.
Указанные недостатки негативно влияют на надежность и долговечность строительных конструкций. При производстве цементно-песчаной смеси непосредственно на строительной площадке сложно соблюсти точность пропорций смешиваемых материалов, и требуется соответствующая квалификация персонала. Поэтому в рамках стройплощадки сложно обеспечить стабильность качества бетона. Развитие строительных технологий, разработка новых материалов формируют среду для создания альтернативы традиционным видам растворов, которые лишены перечисленных недостатков.
Преимущества сухих строительных смесей
Главным преимуществом сухих строительных смесей выступает индустриальность, то есть производство в промышленных условиях, что обеспечивает стабильность заданных свойств. Все компоненты определенного качества тщательно смешиваются в максимально точной дозировке. Это позволяет достичь однородности во всем объеме партии. Используемые составляющие в заводских условиях соответствуют требованиям, предъявляемым со стороны нормативных документов: ГОСТ, СНиП, СанПиН.
Использование модификаторов, пластификаторов и стабилизаторов- специальных добавок, придает сухим строительным смесям необходимый набор свойств и дает способ их регулировать. Сочетание добавок может увеличивать или уменьшать время схватывания раствора, влиять на толщину слоя и его адгезию к различным поверхностям, улучшать морозостойкость, снижать теплопроводность, придавать бактерицидные свойства. Применение полимерных компонентов позволяет формировать условия для создания смеси узкой специализации. При этом достигается максимальное качество и эффективность использования материалов.
Доставка сухих смесей осуществляется на объект в мешках или специальных бункерах, что упрощает процесс логистики. Простота приготовления смеси не требует особой квалификации и гарантирует стабильность качества раствора. Смесь достаточно затворить водой в нужной пропорции, чтобы получить готовый к использованию раствор. На основании заложенных свойств сухие строительные смеси обладают выраженными преимуществами перед традиционными цементно-песчаными растворами.
- Благодаря тому что производятся в заводских условиях, производителем гарантируется соблюдение полного комплекса эксплуатационных свойств.
- Сухие смеси значительно превосходят по качеству традиционные строительные растворы, потому что состав точно дозирован.
- Строительные смеси дают возможность, без нарушения прочностных характеристик, использовать более тонкий слой материала. Это важно с точки зрения нагруженности конструкций и экономичности.
- Сухие строительные смеси, благодаря полимерным и минеральным добавкам, способны решать специфические задачи, например, гидроизоляцию фундаментов.
- Широкая номенклатура продукции предоставляет выбор состава для работы в любых климатических условиях без потери качественных характеристик.
- Применение сухих строительных смесей помогает снизить требования к квалификации персонала и увеличить производительность труда.
Классификация
Чтобы разбираться в номенклатуре принята и документально утверждена классификация сухих строительных смесей. Классифицируют смеси по признакам:
- Условия применения
- Тип вяжущего
- Способ нанесения
- Крупность зерен заполнителя
- Функциональное назначение
По условиям применения сухие строительные смеси бывают для:
- Наружных работ. Смеси для кладки стен, внешней штукатурке и фасадной отделке.
- Внутренних работ. В эту группу включены смеси для внутренней штукатурки, шпаклевки, финишных покрытий, смесей для наливных полов.
По размеру фракции зерна выпускаются
- Крупнозернистые. Размер зерна превышает 5 мм.
- Мелкозернистые. Размер частицы более 1,25 мм.
- Тонкодисперсные. Частицы размером более 0,2мм.
По типу используемого в смеси вяжущего разделяются на составы на основе:
- Известняка.
- Цемента.
- Гипса.
- Солей магния.
- Полимеров.
По функциональному назначению делят на:
- Кладочные. Производят толстослойные, толщина слоя более 5 мм, и тонкослойные смеси- слой менее 5 мм.
- Штукатурные. В свою очередь, выпускаются особотяжелые- плотность 2300 кг/м3, тяжелые- плотность 1300 кг/м3 и легкие составы- плотность менее 1300 кг/м3.
- Шпаклевочные. Существуют двух видов: финишные и выравнивающие смеси.
- Клеевые. Данные смеси предназначены для укладки облицовочной плитки, листовых материалов
- Затирочношовные. Для узких и широких швов.
- Напольные. Для производства стяжки, финишного покрытия, выравнивающих слоев. Разделены по способу укладки на выравниваемые, самовыравниваемые и ремонтные
- Изоляционные смеси. Производители предлагают звукоизоляционные и тепло- звукоизоляционные, теплоизоляционные
- Защитного действия. Выпускают огнестойкие, жаростойкие, антикоррозийные, биоцидные, ингибирующие смеси.
По методу нанесения классифицируют на:
- Ручного нанесения
- Механического способа нанесения
Сфера использования сухих строительных смесей
Штукатурки
Штукатурка предназначена для грубого выравнивания неровностей стен при строительстве или ремонте. Технология оштукатуривания стен применяется как снаружи, так и внутри здания. Штукатурка позволяет выровнять поверхность стены, отремонтировать дефекты, возникшие в ходе эксплуатации. Отдельные виды штукатурки позволяют создавать декоративные слои на стенах. Сухие строительные смеси, предназначенные для грубого оштукатуривания стен и потолков, состоят из цемента и песка, или гипса. Химические добавки, вносимые в смесь, делают штукатурный состав технологичным; более легким, за счет воздухововлекаемых агентов; пластичным, благодаря водоудерживающим компонентам. Для финишной отделки применяют декоративную штукатурку, в состав которой входят пигменты, пластификаторы, клеевые составляющие, гранулы камня, пластика. При выполнении технологии нанесения формируется заданный эстетический рисунок нужного цвета. Для помещений с повышенной и переменчивой влажностью и температурой применяются штукатурки, в состав которых входит силикон. После застывания состав остается гибким, хорошо переносит повышенную влажность и перепады температур.
Шпатлевки
Задача шпатлевки - доведение поверхности до гладкого, зеркального состояния, то есть предназначена для тонкой отделки. Шпатлевка представляет собой, как и штукатурка, смесь, состоящую из вяжущего и наполнителя, но размерность фракции зерна значительно мельче. Шпаклевка способна заделать мелкие трещины и сгладить шероховатость оштукатуренной поверхности. По составу бывают цементные, гипсовые, акриловые и полимерные. Добавки, вносимые в сухие смеси схожи с компонентами, добавляемыми в штукатурку. В шпатлевочных составах важно достичь баланса вязкости и максимальной пластичности. Каждый вид сухой шпатлевочной смеси предназначен для определенных поверхностей. На практике шпатлевка наносится на бетонные, кирпичные, деревянные основания.
Сухие клеевые составы
Клеевая смесь – это порошок заданной крупности, состоящий из цемента, кварцевого песка и специальных добавок, которые повышают адгезионные и водоотталкивающие свойства. Применяется для внутренних и наружных работ. В зависимости от назначения сухие клеевые смеси используются для кладки газобетонных блоков, облицовки плиткой, работ по утеплению зданий, монтажа паркетных полов. Клеи на основе сухих смесей отлично наносятся на кирпичное, бетонное, цементно-песчаные основания.
Наливные полы
Наливные полы – особый вид стяжки, который в отличие от стартового покрытия несет эстетическую функцию. Толщина слоя составляет 2-3 миллиметра. Важной особенностью готовых наливных полов выступает их устойчивость к истиранию и воздействию агрессивных сред. В этом состоит главное отличие от песчано-цементных покрытий. В строительстве применяются несколько видов смесей для самовыравнивающихся наливных полов:
- Полиуретановые
- Эпоксидные
- Метилакрилатные
- Цементно- акриловые
Технологии использования смесей допускают комбинации составов для получения покрытий заданных свойств.
Наливные полы широко используются при строительстве производственных помещений, где необходимы повышенные показатели надежности и долговечности; в жилых помещениях, где отдается приоритет экономии объема помещения эстетике и дизайну; в зданиях с высокой проходной способностью – офисах, бизнес- и- торговых центрах, где предъявляются требования к износостойкости и оригинальности покрытия; предприятиях общественного питания и гостиничных и оздоровительных комплексов, где проводится механизированная уборка с применением агрессивных моющих средств.
Специальные смеси
В отдельную группу стоит выделить специальные сухие строительные смеси. Они призваны решать узкоспециализированные задачи. Но возможности современной химической промышленности успешно создают перспективные многокомпонентные смеси, которые могут удовлетворять нескольким целям. Например, быть штукатуркой, гидроизоляцией и клеем для кафеля или плитки. Вопрос заключается лишь в стоимости и спросе на такие композиты.
К специализированным смесям относят составы для гидроизоляции, для ремонтно-восстановительных работ и для утепления зданий.
Теплая штукатурка
Существуют виды смеси, которые предназначены для внутреннего и внешнего утепления. Несет в себе двойное назначение: выравнивание стен и утепление. Утепление происходит за счет присутствия в смеси помимо классических компонентов присутствует вспученная порода. Ее получают при термической обработке минерального сырья: перлит, вермикулит, керамзит. Производят смеси с добавками вспененного стекловолокна, кварцевого песка, пенополистирольных компонентов. При выборе сухой смеси для утепления поверхностей следует обращать внимание на область применения, так как не все смеси универсальны, и предназначены для использования только в определенных условиях- внутри здания или снаружи.
Ремонтно-восстановительные смеси
Предназначены для ремонта и восстановления бетонных железобетонных конструкций. В процессе эксплуатации железобетонные конструкции подвергаются агрессивному воздействию различных сред. В результате бетонный состав теряет прочность, арматура подвергается коррозии. Для восстановления прочностных характеристик конструкций применяется комплексная система восстановления бетона. В нее входят составы для антикоррозийной обработки арматуры, смеси для подготовки адгезионного слоя; смеси для заполнения выбоин, сколов, пустот; крупнозернистая или мелкозернистая смесь для ремонта бетона; полимерцементная шпаклевка.
Смеси герметики
Производятся на основе цементов, имеющих высокую водонепроницаемость в конечном виде, с добавлением полимерных материалов и присадок.
- Проникающая гидроизоляционная смесь. При нанесении смеси на поверхность, состав начинает активно проникать внутрь основания по микротрещинам и капиллярам. В процессе заполнения полостей возникает химическая реакция компонентов смеси с водой. Образуются нерастворимые кристаллогидраты, которые закупоривают микрополости, и прекращают капиллярное и диффузионное движение воды. Чем больше насыщен бетон влагой, тем быстрее и глубже процесс кристаллизации.
- Обмазочная. Наносится на поверхность в виде штукатурного состава, заполняя собой неровности и пустоты. После застывания формирует устойчивый водоотталкивающий слой, который препятствует поступлению жидкости и паров в тело основания.
Выбор смеси
Ассортимент сухих строительных смесей обширен и включает множество наименований. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо придерживаться ряда рекомендаций.
- Нужно точно знать для каких задач будут использоваться строительные смеси.
- При выборе производителя предпочтение стоит отдавать проверенным компаниям, положительно зарекомендовавшим себя.
- Ориентироваться на цену. Вероятнее продукция среднего и верхнего ценового уровня обеспечит необходимое качество и заданный результат.
- Перед приобретением важно обращать внимание на условия, срок хранения и использования сухой смеси. Не стоит ни при каких обстоятельствах приобретать просроченный товар или с нарушением упаковки и режимов хранения.
- Гарантией качества сухой строительной смеси является наличие сервисной поддержки от производителя. Ведущие компании ценят свои позиции на рынке и стремятся их улучшать, в том числе предоставлением поддержки и консультаций покупателей по использованию продукции.
- При выборе смеси необходимо понимать, условия эксплуатации созданного покрытия. Четко следовать рекомендациям производителя по методике применения и режимах эксплуатации.
Сухие строительные смеси призваны повысить производительность труда, а в сочетании с высоким качеством и достойным результатом обеспечивают существенный экономический эффект, который позволяет неоднократно покрыть затраты, связанные с применением и стоимостью смесей.