Есть вещи неизменные, над которыми не властно время. Как ни странно, к ним относится и бетон.
Бетонизвестен свыше 4000 лет. Казалось бы, что за такой срок о нем можно было все узнать. На самом деле это далеко не так, специалисты постоянно открывают в нем новые свойства и новые возможности для применения. Это становится особенно наглядным при посещении Десятой международной научно-практической конференции производителей бетона. Она организована российской компанией «Полипласт» – отечественным флагманом по выпуску различных химических добавок для этого строительного материала.
Сказ о бетоне
ХХI век – век скоростей, когда не только мы преодолеваем пространство с большой скоростью, но буквально все в жизни быстро меняется. Это относится и индустрии строительных материалов, постоянно возникают новые, все более совершенные, но при этом бетон неизменно остается главным из них. Он как был, так и продолжает сохранять статус хлеба строительства. По сути дела, человечество живет внутри бетона, из него сооружается огромное количество зданий самого разного предназначения.
Но и бетон тоже изменяется, подчеркивает доцент кафедры Технологии керамики и наноматериалов ИГХТУ Любовь Виноградова. Сегодня можно менять состав смесей этого материала, и это в свою очередь делает другимвосприятие человеком сооружений из него.
Основное качество бетона – переменчивость. Правильная подборка его компонентов – цемента, щебня, песка, арматуры, химических добавок – позволяет создавать самыеразныеархитектурные и градостроительные комбинации. Причем в самых неожиданных средах; так он хорошо чувствует себя в воде, где твердеет, но не разрушается, благодаря правильному подбору состава. А оптоволокнистые волокна делают бетон светящимся.
Бетон, как выясняется, может быть умным. Он способен самовосстанавливаться при появлении микротрещин, когда помещенные в нем капсулы залечивают его раны. Более того, он способен выступать в качестве лекаря; ученые доказали, что ячеистый бетон лечит лихорадку денге.
Бетон чутко следит за современными трендами, он становится биоматериалом, с его помощью можно печатать детали методом ЗД.
В разработке технологий по производству бетона нельзя поставить точку, можно только запятую, констатирует Любовь Виноградова.
Рынок пика никак не достигнет
А что происходит на рынке бетона и на родственном ему рынке цемента?Ситуация на них в большой степени зависит от общего состояния строительной отрасли, хотя и имеет свои отличительные особенности. Первое полугодие 2021 года было отмечено самым настоящим бумом, ввод жилья по сравнению с аналогичным периодом вырос почти на 30% до 36, 5 млн кв. м., а расходы населения на его приобретение возросли на 11%.
Эти факторы не могут не влиять на выпуск товарногобетона и цемента. Но, как объясняетисполнительный директор центра экономического прогнозирования департамента стратегического развития и экономического прогнозирования Газпромбанка Айрат Халиков, особенности рынка этих материалов в том, что у нас цемент возят на расстояние менее 600 км, а бетон – до 130 км. Это приводит к тому, что в регионах возникают свои монополисты этой продукции.
Проблема цементной отрасли – низкая загрузка мощностей, сейчас в среднем она равна 51%. Частично это объясняется очень неравномерным спросом на товар: зимой он в три раза меньше, чем летом. В результате производители вынуждены создавать дополнительные производства, которые в отдельные периоды простаивают. Этот фактор в свою очередь влияет на себестоимость продукции.К тому же последние годы цены на нееросли медленнее инфляции, что создает у производителей не простую ситуацию.
В целом рынок цемента чувствует себя не слишком здоровым, пик производства этого материала пришелся на 2014 год. Затем было резкое падение. И хотя спрос в 2021 году вырос на 7%, до максимального объема выпуска еще далеко.
Выпуск бетона за январь-май 2021 года вырос на 10,1%, отмечает Айрат Халиков, а в мае эта величина составила 24%.
Цементно-бетонная промышленность России по сравнению с основными мировыми производителями этой продукции выглядит довольно скромно. Очень наглядно это видно при сравнении эмиссии углекислого газа. Наша индустрия его выделяет в размере 21 млн тонн, а лидер производства этой продукции Китай – 827млн тонн.
Согласно прогнозу Айрата Халикова, в 2022 году после бума текущего года ввод жилья снизится, что приведет к сокращению производства цемента и бетона.
Бетон и в Америке бетон
Чего греха таить, бетон – материал достаточно капризный и непростой в эксплуатации. Немало связанных с нимвопросов возникают не только у нас, но и в других странах. В США большие проблемы существуют с транспортной инфраструктурой, констатируетруководитель технического комитета Американского института бетона ACI 241 Константин Соболев.Она во многом создавалась в послевоенный период и сейчасв значительной степени устарела, и поддерживать ее в рабочем состоянии непросто. Технологии, которые используют ради этих целей, вчерашнего дня, нужны значительные инвестиции для их обновления.
Главная проблема, с которой сталкиваются американские дорожники при эксплуатации дорожных покрытий, долговечность, морозостойкость, стойкость к воздействию солей бетона. Потери, возникающие от неправильного ухода заним, очень существенные. Если бетон недостаточно стоек к механическим и химическим воздействиям при эксплуатации, он разрушается. На помощь приходят качественные минеральные добавки, продлевающие сроки службы бетонных покрытий.
Какие пластификаторы следует применять? Этому вопросу посвящены специальные исследования. По словам ученого, пластификаторы среднего действия дают позитивный результат, но при этом прочность материала все равносо временем снижается.
Несмотря на то, что мы многое знаем о бетоне, он не устает бросать нам вызовы, говорит Константин Соболев. Постоянно возникает тема новых его свойств и возможностей. Новая область изучения материала – использование нанотехнологий, например, нанокремнезема. Он позволяет обеспечивать нужную вязкость. И вообще, подчеркиваетКонстантин Соболев, наноматериалы предоставляют возможность создавать бетоны нового поколения.
То, что меняет мир
Еще одна ниша применения бетона связана с аддитивными технологиями. А они воистину меняют мир. Для строительства это важно еще и по другой причине.
Как рассказывает заместитель директора НИИ СМИТ НИУ МГСУ Алексей Адамцевич, за последние десятилетия в мире бурно росла производительность труда в большинстве отраслей. В США она возросла кратно, в частности, впечатляющидостижения в сельском хозяйстве. Если 200 лет назад для прокорма населения требовалось, чтобы 80% его трудилось в аграрном секторе, то сегодня в передовых экономиках для этого достаточно 1,5-2%. При этом резко увеличилось и само потребление продуктов питания.А вот строительство тащится в аутсайдерах этого прогресса. Не случайно, что не только в России, но и в других странах на стройках не хватает рабочих рук.
Новые методы способны помочь отрасли наверстать это отставание. В мире идет быстрое развитиеаддитивных технологий. С помощью 3Д печати строятся школы в ряде африканских стран, в США уже есть серьезные малоэтажные объекты, сделанные таким способом. Причем, эти дома не уступает домам, возведеннымтрадиционными способами, но гораздо быстрее – за 48 часов. А ФРГ 3Д печать применяется для сложных сооружений.
В России это направление тоже развивается. По словамАлексея Адамцевича, за последнее времяпоявились новые технологии по печати бетона для малых архитектурных форм, причем не только вертикальных, но и горизонтальных конструкций.К тому же самиформы стали разнообразней.
Эта технология выглядит весьма перспективно, до 42% жилья можно строить с ее помощью. К тому же у нас есть соответствующий технический задел, налажено производство принтеров, в Дубае с помощью российского startup идет строительство.
Но при этом, констатирует Алексей Адамцевич, сам рынок пока не сложился.Правда, есть надежда, что он все-таки появится; правительство РФ утвердило стратегию развитияаддитивных технологий по двум направлениям: увеличение на их основе строительства и развитие производства принтеров. Есть и первые экспериментальные образцы, в Уфе строится двухэтажный коттедж.
Важный вопрос – высокое качество бетона для выпуска изделий на 3Д принтерах. Необходимо объединение технологий при гибкой настройке параметров.
По сути дела, аддитивные технологии отрывают перед строителями новые возможности в самом широком спектре вопросов, считает Виктор Мещерин, профессор, директор института строительных материалов Технического университета Дрездена.Это отход от традиционных геометрических форм и пространств к их многообразию, увеличение производительности труда, восполнение нехватки трудовых ресурсов. При росте заработной платы рабочих возрастают стимулы применения новых способов строительства, а потому интерес к 3Д принтерам будет расти.
Возможностей становится все больше
Отдельная тема – контроль за качественными характеристиками бетона, от чего зависят его потребительские свойства. Хороший бетон – это совмещение качества материалов и использование правильных технологий, говорит Ксения Костякова, начальник отдела технического сопровождения продукции ООО «НИИ СМИТ», а также качество добавок.
Есть три этапа контроля. Первый – это экспресс-контроль, когда определяется внешний вид материала, его плотность и концентрация.
Второй этап – изучение макросвойств полимера: вязкость, полидисперсность, молекулярная масса.
Третий этап самый сложный – контроль химической структуры бетона. Выявляется технология производства, тип кислоты и макрономеры, а также дополнительные фрагменты цепи. Такой анализ делается не всегда, в основном при возникновении потребности в более глубоком проникновении в структуру материала.
Технологии развиваются, ставятся все более сложные задачи в отношении бетона, в частности, сохранности его в течение 16 часов при сохранении прочностных характеристик. Это невозможно сделать на основе классических пластификаторов. Удалось сделать добавку, которая позволяет достигать этой цели на основесинергетики.Это важный прорыв, открывающий хорошие перспективы.
Сегодня бетон совсем не такой, каким он был еще сравнительно недавно, говорит директор по развитию ООО «Полипласт Новомосковск», член Союза производителей бетона Ирина Степанюга. Появляются все более технологические добавки, улучшающие качества этого важнейшего для строительства материала.
Сегодня компания «Полипласт» разрабатывает новейшие добавки четвертого поколения. Они существенно по своим возможностям отличаются от прежних и могут использоваться для всех классов бетона, что, в свою очередь, открывает перед ним еще большие возможности.
Источник: dom.iastr.ru