Как услышать дыхание бетона

На столичном заводе ModeX прошли испытания железобетонных модулей для домостроения. Работой руководил академик Национальной инженерной академии РК, заведующий лабораторией железобетонных конструкций КазНИИСА Алий Беспаев. Он поделился с нами своим видением перспектив модульного домостроения и оценкой рынка. 

Алий Аббасович для казахстанских строителей – человек-легенда. Уже более 60 лет он изучает железобетон. И в этом вопросе академик Беспаев – эксперт мировой величины: за время своей деятельности опубликовал свыше двухсот статей и монографий, создал более 25 строительных нормативов. Его разработки легли в основу некоторых еврокодов. Именно поэтому на испытания модулей ModeX компания BI Group пригласила его. 

— Алий Аббасович, как делом всей вашей жизни стал железобетон?

— Я родился в Алматы, окончил Политехнический институт по специальности «Промышленное и гражданское строительство». В Казахстане прежде не готовили такие кадры, поэтому наш выпуск был нарасхват. Ведущие предприятия моментально разобрали шесть докторов и двадцать два кандидата технических наук. Спустя некоторое время я поступил на очную аспирантуру НИИЖБ в Москве. Мне предложили заняться исследованием сейсмической устойчивости. Каркасные здания были очень популярны в то время, поскольку обеспечивали свободную планировку квартир, были удобны при реконструкции. Но оказалось, что узлы сопряжения с ригелями – основные элементы каркаса – оставались без внимания со стороны специалистов. Мне поручили разработать метод расчета этих элементов. Я использовал технику немецкой школы, провел громадный комплекс исследований, разработал схему армирования, и эта методика в итоге прижилась в СССР, затем вошла в практику в Европе и США.

На защите моим оппонентом оказался основоположник железобетона в Советском Союзе Алексей Гвоздев – известный во всем мире ученый.

— Насколько популярны сегодня модульные конструкции из железобетона? В чем их преимущества по сравнению с обычными технологиями железобетонного строительства?

— В объемно-блочном домостроении (ОБД) каждый блок представляет из себя мини-комнату здания. Причем выполняется эта конструкция на заводе, а на объекте модули просто монтируются. Получается быстро и надежно. Госпиталь в столице был построен из этих блоков за 13 дней – это очень высокие темпы. Этаж поднимается за день. За 2-3 недели можно поставить 16-этажное здание и ввести в эксплуатацию буквально через месяц-полтора. Более того, оно весьма экономично.

— Где может еще применяться модульное домостроение?

— Оно незаменимо для социального жилья, которое у нас планируется возводить в больших масштабах. Эти блоки не только быстро собираются, но и дешевы. Очень выгодно для покупателей квартир и будет большим подспорьем для страны. Подобный метод можно использовать не только при возведении жилых домов и помещений, но и при строительстве детсадов, школ, больниц.

— Почему эту технологию не применяли раньше?

— Прежде у Казахстана не было опыта в использовании ОБД. В Алматы пытались одно время, но неудачно. Два-три года помучились и все закончилось строительством гаражей. Хотели применить модули в селах, но возить туда такие конструкции и монтировать – это настолько трудоемко и тяжело, что широкого применения эти дома в Казахстане так и не получили. В России наоборот: с 1970-х годов здания, возведенные по системе ОБД, стоят до сих пор. Никаких повреждений и дефектов нет, и они будут служить еще пятьдесят и более лет.

— В чем была суть испытаний, проведенных на заводе ModeX?

— Это уникальные испытания. Мы оснастили блоки большим количеством приборов контроля, а также системой датчиков, которые измеряют деформацию бетона с точностью до сотой доли миллиметра. Испытывали блоки разных размеров, марки, прочности — широкий спектр сведений позволит глубже изучить особенности работы конструирования этих элементов, и мы создадим нормативную базу по проектированию такого типа зданий. Блоки, которые мы сегодня проверяли, предназначены для строительства 16-этажного здания. Это нижние ярусы, которые берут на себя основную нагрузку. Они должны выдержать критическую отметку. Замеры, которые мы сделали, пригодны для оценки напряженного состояния и корректировки методов расчета конструирования.

— Каковы результаты?

— Если применять систему ОБД для застройки Алматы и Шымкента – для сейсмических районов – надо, конечно, провести дополнительные исследования. Но уже сейчас понятно, что из железобетонных модулей можно строить 12-16-этажные дома и даже поднимать здания до 25 этажей. 

Данные, которые мы получили при тестировании, станут предметом глубокого изучения и защиты диссертаций. Нормативную нагрузку мы умножили на коэффициент 1.7 и получили коэффициент резерва – 1.5. То есть у нас настолько надежная система, что она позволяет нам без всяких опасений применять ее достаточно надежно. Мы испытали два блока. В одном создали 900 тонн вертикальных усилий, в другом – 780. Мы достигли предела несущей способности, при этом блоки остались практически невредимы. Думаю, наши гости из профильных ведомств убедились в том, что система ОБД безопасна.

— Каковы перспективы применения технологии модульного строения из железобетона в Казахстане?

— Сейчас готовые блоки со столичного завода уже везут в Шымкент, там тоже будут строить госпиталь. Перевозка на дальние расстояния показывает, что они могут применяться в самых разных регионах Казахстана. И это будет серьезный шаг в модернизации строительной сферы.

По еврокоду наши здания могут проектироваться не только в Казахстане, но и в любом другом государстве. Эта норма действует в более чем 60 странах. Мы вошли в европейскую команду, которая гарантирует достаточную надежность жизни в домах.

— В чем особенность железобетона как материала? Изменились ли за последние годы технологии его изготовления и применения в мире и Казахстане?

— Уникальность железобетона в том, что, получая малые толики влаги из окружающей среды, он постоянно улучшает кристаллическую структуру материала. Кроме того, пористый цемент, подобно дереву, пропускает воздух. Такие здания очень гигиеничны, там человек чувствует себя комфортно. Сейчас невозможно представить ни один объект, включая сейсмику и космонавтику, где бы обошлись без бетона. Бетон дал толчок для науки и создания композитных материалов. К тому же его свойства постоянно улучшаются. Он не горючий, долговечный, надежный.

— Бетон, который используется в объемно-блочном домостроении, позволяет «дышать»?

— Да, он позволяет дышать, но все же бетон довольно плотный материал, у него структура другая. Чем меньше пустот, тем сильнее сдерживается проникновение воздуха.

— Зато с таким бетоном будут гораздо лучшие показатели по шумоизоляции…

— Безусловно. Чем прочнее материал, тем больше он защищает от шума. Если раньше бетон был марки B20, B30, то сейчас при строительстве высотных зданий применяют прочную основу B100 и B150.

— ОБД подходит для нашего климата?

— Сам по себе бетон долговечен. Но если он будет постоянно мокнуть, то так или иначе проникшая влага зимой начнет повреждать структуру. Взять, к примеру, бордюры. Их меняют каждый год, потому что они не обеспечивают требуемой плотности бетона и портятся от мороза. Конечно, можно создать такой материал, который выстоит и в ливни, и в 40-градусный мороз. Но это качество не бесконечно. Если образец стандартных размеров положить в воду одной стороной, то на второй рано или поздно появится влага, какой бы качественный бетон вы ни делали. Поэтому в подвальных этажах всегда нужно наружную часть отделять от грунта водозащитным битумом, чтобы не было сырости.

— Чтобы избежать этого, применяют какие-то добавки? Вот, например, на заводе ModeX конструкции делают из керамзитобетона?

— Это опыт Краснодара. Они освоили технологию бетона пониженной плотности — 1800. В связи с тем, что рядом у них не было качественного тяжелого щебня, из которого можно было бы сделать блоки, а перевозка дорогая – местные строители нашли выход. Они нагревали силикатный песок, дробили его и получали керамзит.

— Какие дополнительные свойства придает бетону керамзит?

— Такой бетон требует меньше цемента и более водостойкий.

— Алий Аббасович, вы побывали во многих странах. Как работают с железобетоном за границей?

— Я много раз посещал Японию. В прошлом году две недели был на Тайване. Там острова вулканические, они находятся на разломе. Вот этот шов между океаном и материком настолько живой, что там ежегодно происходят землетрясения. Раньше Япония была застроена деревянными домами. После каждого катаклизма поселок исчезал с лица земли. Потом они начали строить сооружения из железобетона. Позже, когда появились методы расчета и конструирования, эти дома стали более экономичными и надежными с элементами сейсмозащиты. Что это такое? По бокам ставятся гасители энергии землетрясения, которые снижают инерционную силу и обеспечивают безопасность здания. Эта система очень эффективна, но дорога. В Казахстане, конечно, с 1914 года сильных землетрясений не было. Мы рады этому, но бесконечной тишины не бывает. И нам нужно быть готовыми к тому, чтобы наши здания обеспечивали безопасность жителей.

— Получит ли объемно-блочное домостроение широкое распространение?

— Возрождение ОБД последние пять-семь лет активно идет, например, в Сингапуре и Германии, где сейчас стараются все автоматизировать. Плюс – подобный метод ускоряет строительство.

Причина ухода от монолитных конструкций в том, что процесс возведения таких домов трудоемок и требует затрат: нужно ждать до полутора месяцев пока созреет бетон и т.д. Все это очень хлопотно и дорого. Кроме того, если говорить о кирпичных зданиях, то их главная беда в том, что кирпич – материал тяжелый и имеет плохое сцепление с раствором. При землетрясении подобные дома разрушаются, оставляя под обломками огромное количество людей. Так, в Иране и Турции жертвы природных катаклизмов исчисляются десятками тысяч. Все они погибают от механических повреждений. Это, прежде всего, жатва кирпича. Объемные блоки хлопотны лишь тем, что для их перевозки и монтажа требуется специальная техника. Помимо этого, повторюсь, ОБД – это заводское качество. Сейчас весь мир идет к тому, чтобы выстроить процесс работы без участия человека.

*партнерский материал