журнал Архитектура.Строительство.Дизайн.
 
главная о журнале новости анонс прайс контакты авторы
 
   
  статьи | галерея обложек | где купить




  Статьи | Новые технологии в производстве отделочных фасадных элементов


Олег Харит, кандидат технических наук, архитектурно-строительное «Объединение «Интекс»
полная версия

Глобальный экономический кризис затронул не только финансовые и фондовые рынки. Постепенно из банковской и инвестиционной сферы он перешел и на сферу строительства. Как результат на рынке появилось множество относительно «дешевых» предложений готовых объектов недвижимости. Стройки, которые и раньше многими недобросовестными строителями велись по принципу максимальной дешевизны, практически полностью переориентировались на сегмент минимальной стоимости, когда застройщик, сдав объект и получив за него деньги, начисто забывает о нем. Комфортность (а иной раз - даже просто возможность) проживания будущих владельцев в расчет, как правило, не принимается вообще. В связи с этим многие владельцы недавно купленных готовых домов вынуждены проводить в них комплексный ремонт.

Застройщики практически на всех этапах строительства допускают крупные нарушения, влекущие за собой неминуемые негативные последствия: трещины, сколы и даже разрушение конструкций здания. Так, одним из самых вопиющих нарушений строительных норм, с которым нам пришлось столкнуться на практике, явилось отсутствие опоры в виде стены под плитами перекрытия. Можно предположить, что строители ошиблись и поставили несущую стену не там, где это требовалось по проекту (если таковой вообще был). При укладке плит опоры в нужном месте не оказалось, но предприимчивые строители не стали разбирать бракованное изделие, а соорудили дополнительную подпорку в виде стенки в четверть кирпича, опирающуюся на грунт в подвале, без фундамента. Когда заказчик обратился в «Объединение «Интекс» с просьбой о рассмотрении возможности достройки (или ремонта) недостроенного дома, специалисты выдали список из тридцати двух позиций, фиксирующих крупные нарушения.
В связи с тем, что заказчики достаточно часто адресуются к нашим специалистам с вопросами такого рода, было создано отдельное подразделение, занимающееся достройкой и переделкой некачественно построенного жилья, а также сформирован отдел экспертиз фундаментов и несущих конструкций. В условиях все возрастающего количества недобросовестных строительных компаний эти отделы стали удачной находкой для «Объединения «Интекс». 
Также было создано подразделение, занимающееся производством отделочных элементов для фасадов зданий, построенных в 90-х годах прошлого века. В современной ситуации, в связи с необходимостью выполнять отделку не только вновь строящихся, но и уже построенных домов, производство отделочных материалов стало востребованным. Маленький отдел был преобразован в завод, имеющий свои научно-исследовательские лаборатории для разработки узлов крепления, материалов и поверхностей для архитектурных отделочных элементов. В настоящее время завод представляет собой законченную производственную линию с возможностью адаптации производимых элементов к условиям эксплуатации. Перечень этих элементов включает монолитные несущие арочные многопролетные балки для межэтажных перекрытий, полнотелые несущие мансардные окна, пояса и рустованные угловые элементы, выполненные по технологии строительного материала, т.е. закладываемые в сооружение на этапе строительства и не требующие дальнейшей обработки и доводки.
Основу разработок составляет запатентованная сложнейшая многокомпонентная система приготовления смеси и формы, получившая название «технология «Белый камень». Элементы выполняются из архитектурного армированного бетона, изготовленного по специальной вибролитьевой технологии. Все изделия имеют внутренний армокаркас из стали периодического профиля класса А-III, A-IV и сетки из высокопрочной проволоки класса В-1, Вр-1. Приготовление бетонной смеси осуществляется в бетоносмесителях принудительного перемешивания с использованием пластифицирующих добавок С-3, КМХ, «Лигнопан» и др. Показатель подвижности П-3, П-4, водосодержание низкое. Для уплотнения бетонной смеси применяются вибростолы или высокочастотные глубинные вибраторы. Твердение изделий осуществляется по мягкому режиму тепловлажностной обработки: предварительная выдержка - 3 ч; постепенный подъем температуры - 4 ч; изотермия при 55-60°С - 12 ч; охлаждение - не менее 2 ч, что позволяет получить прочность не ниже 70% марочной. Эксплуатационные характеристики изделий приведены в таблице.

Эксплуатационные характеристики последних разработок конструктивных бетонов, используемых при производстве архитектурных отделочных элементов (в соответствии с ГОСТ 25820-2000 от 01.07.2001 г.)

Характеристика

Бетон

тяжелый класса В30

облегченный класса В22,5

Морозостойкость

F200

F200

Водонепроницаемость

W6

W6

Средняя плотность, кг/куб. м

2360

1420

Прочность на сжатие, кгс/кв. см

392,9

294,68

 

Для уже построенных зданий изготавливаются изделия в накладном варианте. Для их установки разработаны специальные крепежные элементы, позволяющие осуществлять монтаж на ограждающие конструкции из пустотных материалов, выносные крепежи и многое другое.
Впервые эти архитектурные элементы были применены при реставрации фасадов офисных зданий, имеющих ограничения по несущей способности грунтов, оснований или стен. Каждый из этих показателей жестко регламентировал весовые характеристики отделочных архитектурных элементов. Помимо этого возникала серьезная проблема, когда кладка была выполнена из ячеистого кирпича, неспособного нести крупногабаритные тяжелые элементы. При проникновении в кирпич анкеры «размолачивали» поперечные перегородки и не только не несли нагрузку, но даже не могли выполнять свою функцию на вырывание. Так как внешний край лицевого кирпича, как правило, отвечает за декоративные функции, то и он не мог обеспечить необходимые условия для восприятия нагрузки от навесных элементов, даже в случае применения химических анкеров. На практике было доказано уникальное свойство химических анкеров препятствовать вырыванию, однако при увеличении нагрузки и они не справлялись с поставленной задачей. По этой причине было принято решение продолжить разработки в области снижения веса накладных архитектурных элементов.
Одним из направлений разработок долгое время оставалось изучение возможностей использования облегченного заполнителя. Как показали испытания, замена щебня керамзитом позволяла уменьшить вес элемента почти в два раза, но при этом снижалась и несущая способность самого элемента, что недопустимо. В этой связи было принято решение кардинальным образом изменить не только состав элемента, но и его геометрические контуры.
Проведенные исследования позволили определить оптимальный вид сечения каждого элемента при заданном армировании и компонентах, однако наличие пространственного каркаса из арматуры переменного профиля Ф12 препятствовало существенному снижению веса. Кроме того, трудоемкость изготовления самой формы была колоссальной. Даже для изготовления самых простых элементов приходилось использовать формы, состоящие из двух дополнительных частей (лицевой и торцевой), что увеличивало стоимость этих изделий в два раза, а в случае более сложных непрямых элементов стоимость выходила за рамки конкурентоспособности и целесообразности. В результате и этот путь оказался тупиковым. 
После долгих поисков был найден метод более простой и быстрый, чем заливка. На производственной базе «Объединения «Интекс» была разработана уникальная технология стеклофибробетонного напыления для образования несущего каркаса в виде архитектурного элемента. По своей сути это разновидность производственной технологии получения искусственного камня с применением мелкодисперсного армирования путем внедрения в структуру цементно-песчаного состава щелочестойкого заполнителя на базе стекловолокна для восприятия продольных и поперечных растягивающих усилий. Массовая доля стекловолокна в готовой продукции составляет не более 1%. Длина применяемых для армирования сегментов варьирует от 1 до 5 см. В качестве заполнителя используют также стальную стружку, синтетические и иные виды волокон. Нормативным документом, регламентирующим применение такого рода материала, на данный момент служит «Проектирование и основные положения технологии производства фибробетонных конструкций ВСН 56-97» (Москва, 1997 г.). Стеклофибробетон является композитным материалом, и его показатели прочности превышают аналогичные базовые показатели исходного материала в пять раз. Метод нанесения на поверхность формы цементного материала с добавлением в него в процессе нанесения мелкорубленой фибры путем смешивания в аппарате называется торкретированием. Данный метод не отрицает использования в качестве основного несущего каркаса арматуры различного профиля, что, в свою очередь, позволяет более гибко подходить к решению поставленных задач. Технология стеклофибробетонного напыления используется при необходимости создания выносных элементов архитектурных деталей, крепление которых осуществляется к дополнительным элементам конструкции. 
Одновременно с разработкой данной технологии было разработано новое направление производства отделочных материалов для классических архитектурных объектов, в которых особое место занимает плоская штукатурная поверхность большой площади. Для формирования такой поверхности были созданы и успешно внедрены стеклофибробетонные напыления, позволяющие благодаря своим повышенным в десятки раз техническим показателям избежать образования трещин. В технологии их производства для нарезки фибры на ленты используется рубочный валик, на который с катушки автоматически подается плоская фибра. Рубка продольной ленты и смешивание ее с основным несущим цементным составом происходит непосредственно в пистолете-напылителе при набрызге, что позволяет наиболее полно вовлечь в совместную работу бетон и волокно. В редких случаях используют нарубленную заранее стеклостружку. Устройства для рубки и подачи волокна, подразделяющиеся на стационарное многонитевое, однонитевое и иные, обеспечивают максимальное соответствие получаемого изделия заданным критериям. Существенную роль играет состав самой жидкой несущей цементной смеси, которая также является многокомпонентной: для отработки поставленных технических требований дополнительно применяются пластификаторы и модификаторы.
Также своего рода прорывом в области производства строительных элементов и осуществления работ по их навеске явилась разработка технологии, позволяющей использовать эти элементы в виде несъемной опалубки при отделке фасадов. Данная технология, получившая название «скорлупа», подразумевает напыление на лицевую поверхность формы бетонной смеси, содержащей рубленое стекловолокно. Благодаря применению этой технологии вес архитектурных элементов уменьшился в пять раз, прочность возросла, а все остальные технические показатели остались на прежнем уровне. Единственный ее недостаток - это высока цена, которая может быть снижена при выходе на промышленные объемы производства. Но даже при нынешних масштабах производства этот недостаток компенсируется исключительно широкой областью применения. Использование «скорлупы» возможно не только на щелевом кирпиче, но и на деревянных конструкциях, причем в последнем случае архитектурные элементы не только выполняют эстетические функции, но и укрепляют конструкцию. При необходимости можно использовать сквозные анкерные болты, которые берут всю стену в каркас. Такой метод позволяет укреплять стены, в которых применяется кирпичная кладка с прослойкой из утеплителя.
Применение архитектурных отделочных элементов позволяет скрыть ухудшающие облик фасада внешние инженерные коммуникации (кабели освещения и камер наблюдения, кондиционеры и водосливные системы, проводку от спутниковых телеантенн и Интернета и т.д.).
Как уже говорилось, на современном рынке недвижимости встречаются здания с фундаментами, которые рассчитывались без учета коэффициентов запаса на фундаменты по СНиП 2.01.07-85 и не проверялись по несущей способности. Эти фундаменты не способны нести дополнительные нагрузки, возникающие при навеске бетонных элементов (от 7 до 20% в зависимости от собственного веса конструкции). Помимо веса элементов необходимо учитывать и ранее произведенные реконструкции, к числу которых относятся надстройка дополнительного этажа и утепление ранее не эксплуатировавшейся кровли (при этом к уже имеющейся нагрузке добавляется нагружение от строительных материалов, людей и оборудования, находящихся в дополнительном пространстве). В таком случае применяется элемент «скорлупа» с толщиной стенки менее 10 мм. 
Внутренняя полость этих элементов, служащая для облегчения конструкции и размещения крепежных узлов, может также использоваться для размещения кабелей, воздуховодов, деталей декоративного освещения и т.д., а также для навески на фасады, где выполнены выпуски обрамлений в кирпиче или штукатурке, которые невозможно демонтировать. 
Размеры выполняемых элементов ограничиваются лишь возможностями транспортировки и монтажа. Так, на одном из объектов имеющиеся зеленые насаждения исключали возможность подъезда крана и другой техники к самому дому, поэтому все элементы навешивались вручную со строительных лесов с применением ручной лебедки. Это обстоятельство определило преимущественное использование элементов сравнительно небольшого размера (мелкоштучных), пригодных для ручного перемещения. Там, где имеется возможность использования крупных крановых механизмов, лучше применять целиковые элементы максимального размера, пригодные для транспортировки. Так, например, «Объединением «Интекс» был разработан проект готической башни (фасадной и внутренней части), состоящей из элементов (более 10 тысяч), которые не только выполняли архитектурную функцию, но и являлись несъемной опалубкой. На первом этапе изделие высотой 14 метров было собрано в цехе Объединения, и только после финишной подгонки детали были отправлены на объект для выполнения монтажных работ. По окончании монтажа заказчик получил полностью отделанное здание - как изнутри, так и снаружи. 
Таким образом, заказное изготовление архитектурных элементов, полностью отвечающих техническим и эстетическим требованиям конкретного объекта, наряду с экономией средств и времени позволяет решать и дополнительные, ранее неразрешимые, задачи, к числу которых могут быть отнесены:
- создание нового или сохранение имеющегося архитектурного стиля здания;
- усиление существующих ограждающих конструкций, а также их защита от разрушительного воздействия атмосферных факторов;
- скрытие за архитектурными панелями внешней электропроводки различного назначения (как силовой, так и слаботочной);
- повышение ликвидности здания в несколько раз;
- проведение комплексной реставрации старинных особняков с сохранением всех элементов и применением аутентичных материалов в соответствии с нормами реставрации.

© 2004 Архитектура.Строительство.Дизайн. All Rights Reserved.