Технология пустотообразователей Simkar для железобетонных монолитных перекрытий и покрытий зданий

А.Х. КАРАПЕТЯН, канд. технических наук, генеральный директор АО «ДЖИТЕХ»;
А.А. ЛУНЕВ, технический директор АО «ДЖИТЕХ»

Ключевые слова: пустотообразователь; технология Simkar; облегченная плита перекрытия; пустотная плита перекрытия, железобетон, монолитный бетон.

Keywords: void former; Simkar technology; lightweight floor slab; hollow floor slab, reinforced concrete, monolithic concrete.

В статье описана инновационная технология, направленная на снижение собственного веса монолитных железобетонных плит перекрытия за счет сокращения количества используемого для их изготовления бетона и арматуры, уменьшает углеродный след от строительства, ускоряет и удешевляет процесс строительства.

The article describes an innovative technology aimed at reducing the self-weight of monolithic reinforced concrete floor slabs by reducing the amount of concrete and reinforcement used for their manufacture, as well as the carbon footprint of construction cutting, speeds up and reduces the cost of construction.

Существующая технология изготовления полнотелых монолитных железобетонных плит перекрытия, лежащая в основе широко применяемого метода строительства, не позволяет экономично расходовать основные строительные материалы. Часть бетона, присутствующего в зоне нулевых усилий, не принимает участие в силовой работе конструкции, но увеличивает собственный вес сооружения, усложняет и утяжеляет конструкцию фундаментов. Это ведет к нерациональному расходованию цемента, арматуры, щебня и других ресурсов, дополнительному расходу электроэнергии, топлива, транспортных затрат, росту выбросов в атмосферу загрязняющих веществ и СО₂, увеличивая в итоге срок строительства и его стоимость.

Проблема известна давно, но до настоящего времени было найдено решение только для сборных конструкций плит. В 1936 г. в СССР начали применяться сборные многопустотные плиты. Предлагаемые нами решения, впервые за более чем 80-летний период, сделали возможным использовать все преимущества применения многопустотных плит в сфере монолитного строительства.

Наша технология основана на применении пустотообразователей из вторично переработанных полимеров, которые заменяют массивный бетон в зоне нулевых усилий железобетонного перекрытия.

Так как основную нагрузку в плитах перекрытий воспринимает рабочая арматура, снижая их собственный вес при помощи технологии Simkar, появляется возможность уменьшить ее количество, что ощутимо влияет на общую экономию средств при строительстве.

Снижение собственного веса конструкции позволяет увеличить свободный пролет несущих конструкций, снизить трудоемкость работ на возведении монолитного каркаса; уменьшить расходы на транспортировку бетона и арматуры к месту строительства; стоимость работ по их подъему на рабочий горизонт, упростить и удешевить конструкцию несущего каркаса здания, уменьшить материалоемкость фундаментов, а значит удешевить и ускорить их сооружение; уменьшить усилия сейсмического воздействия на здания; сократить выбросы углекислого газа СО₂, образующегося при производстве цемента и металла, используемого для сооружения здания, их транспортировке к месту строительства, а также уменьшить количество имеющихся ТБО пластика, изготовив из них пустотообразователи.

Применение пустотообразователей позволяет, не снижая прочностных характеристик конструкции плит и монолитного каркаса:

– снизить расход основных строительных материалов (монолитного бетона от 25%, рабочего армирования от 12%), тем самым облегчив собственный вес монолитных конструкций на величину от 25%;

– увеличить свободный пролет до 12-15 метров;

– упростить и удешевить конструкцию фундаментов;

– снизить за счет уменьшения необходимого для изготовления перекрытий цемента и арматуры выбросы СО₂ в атмосферу на 8-10% по сравнению с традиционной технологией строительства;

– повысить сейсмостойкость зданий за счет снижения усилий сейсмического воздействия на конструкции зданий;

– уменьшить стоимость работ по сооружению фундаментов на величину от 5% в зависимости от их первоначальной конструкции.

Инновация данного подхода состоит в том, что полые полимерные пустотообразователи располагаются особым способом в плите между нижней и верхней рабочими арматурными сетками.

Технология проста в применении. На этапе стандартных процедур проектирования с помощью программных средств в конструкцию плиты интегрируются пустотообразователи и рассчитывается ее уменьшенный собственный вес. Далее он используется для подбора армирования, окончательного определения величины прогибов, пролетов, расчета фундаментов и т.д.

Для удобства проектирования разработаны и применяются следующие расчетно-методические материалы:

– совместно с кафедрой железобетонных и каменных конструкций МГСУ разработаны рекомендации по расчету монолитных плит перекрытий;

– в сотрудничестве с компанией «ЛИРА софт» разработан расчетный модуль с ПK Лира версии 9.6 и выше позволяющий автоматизировать процесс интеграции пустотообразователей;

– стандарт нашей организации СТО 38311046-001-2019;

– типовые технологические карты для производства работ в различных климатических условиях.

На сегодня построено более 50 объектов с применением данной технологии. Из наиболее интересных объектов выделить:

– ЖК «Лесной уголок», г. Химки, Московская область. Это наш первый в РФ объект. Он сдан в эксплуатацию в июне 2013 г.;

– Ресторан в г. Кировск Мурманской области. В проекте реализована подвесная монолитная плита в форме диска с размещенными в ней пустотообразователями, объект построен в 2021 г.;

– ЖК «Символ», г. Москва, шоссе Энтузиастов, корпуса 7, 8 и 9. Благодаря применению пустотообразователей удалось сохранить предусмотренную проектом толщину плиты 25 см и пролеты 9,6 м;

– БЦ «Академик», г. Москва, пр. Вернадского дом 41. На этом объекте реализованы самые большие на сегодня безбалочные пролеты размером 12 на 8,4 метра, толщина плиты 400 мм. Объект сдан в эксплуатацию в 2018 г.;

– Коммерческий объект в г. Санкт-Петербург, пр. Энгельса, дом 107. Это административное здание высотой 164 метра. При проектировании удалось полностью исключить свайное основание, здание опирается на фундаментную плиту, благодаря чему удалось выполнить требования метрополитена по защите проходящего рядом перегонного туннеля, объект находится в процессе строительства;

– Паркинг в Сочи. Объект расположен в зоне с 9-ти балльной сейсмической активностью. Применение пустотообразователей позволило на 25% увеличить пролеты по сравнению с нормами CП, разработанные CTУ получили одобрение Минстроя РФ. Объект сдан в эксплуатацию в 2018 г.;

– Завершены строительство 17-ти этажного многоквартирного жилого комплекса «Айгедзор» в зоне с сейсмичностью 9 баллов в Ереване и реконструкция санатория «Джермук Олимпия», г. Джермук. Находятся в стадии строительства два жилых комплекса в г. Ереван, общая площадь более 110000 м². Здания имеют облегченный монолитный каркас, повышенную этажность в 21 и 24 этажа.

Отмечу, что в 2019-2021 годах осуществлялся экспорт нашей продукции для строительства высотных жилых комплексов в Объединенных Арабских Эмиратах.

Технология сертифицирована на соответствие действующим в Российской Федерации строительным нормам и правилам.

На одном из построенных объектов в Краснодаре были проведены натурные испытания, которые подтвердили расчетные характеристики и подтвердили надежность конструкции.

Элементы технологии изготавливаются на собственном производстве в г. Донской Тульской области и транспортируются любым видом транспорта на объект. Производство оснащено современным оборудованием европейского производства.

Благодаря специальной форме пустотообразователей и каркасов, они компактно складываются, что дает возможность минимизировать затраты на транспортировку. Например, в стандартный грузовой автомобиль с объемом грузовой платформы 83 м³, можно погрузить от 850 м² до 1500 м² готовой продукции в зависимости от ее типоразмера.

На строительной площадке осуществляется сборка элементов и подача их на горизонт производства работ. Проведенный хронометраж показал, что время, потраченное на сборку и установку элементов, немного меньше, чем время, затрачиваемое на изготовление и установку поддерживающих устройств при традиционной технологии.

Марка и подвижность бетонной смеси, ее грансостав не отличаются от традиционных. Применение пустотообразователей не вносит существенных изменений в существующую технологию производства работ.

Кроме снижения материалоемкости и ускорения сроков реализации объекта, имеет место и экологический эффект от применения технологии, который складывается из двух составляющих:

– переработка существующих ТБО из полипропилена. Для изго¬тов-ления 1 м² плиты перекрытия, с использованием нашей технологии используется от 2,55 кг до 5,25 кг отходов полипропилена;

– сокращение выбросов CO₂, связанных с уменьшением объема бетона, используемого для изготовления 1 м² плиты составляет от 42,6 кг и более в зависимости от применяемого типоразмера пустотообразователя. Снижение выбросов CO₂, связанных с уменьшением количества используемого автотранспорта для доставки основных строительных материалов на величину от 1,1 кг на 1 м² плиты перекрытия в зависимости от ее применяемого типоразмера пустотообразователя.

Технология использования пустотообразователей признана одной из 40 лучших экологических технологий в Европе. С ее использованием в мире уже построены десятки миллионов квадратных метров гражданских зданий.

Мы стали первыми, кто локализовал технологию для применения в Российской Федерации и первыми применили ее в 2012 году при строительстве жилого комплекса «Лесной уголок» в Химках. Уверены, что будущее строительства за передовыми, экологически чистыми технологиями.

Библиографический список:
1. Журнал «Строительная Орбита» № 03/2013 г.
2. Журнал «Московские торги» №4/2013 г.
3. Журнал «Green Buildings» № 03/2015 г.
4. Журнал «Еврострой» № 03/2016 г.
5. Журнал «Строительная Орбита» № 06-07/2017 г.
6. Журнал «Строительная Орбита» № 06-07/2018 г.
7. Канал «РИА Недвижимость», интервью «Андрей Багаев: у строительной отрасли путь эволюции, а не революции», 18.10.18 г.
8. Библиотека практик развития и благоустройства среды Арктических поселений, интернет издание – база архитектурно-планировочных решений, http://arcticlibrary.ru/library/restoran_v_khibinakh/ (дата обращения: 17.02.2022).
9. ТУ 22.29.29-001-38311046-2019 на производство элементов технологии.
10. Патент РФ №2724648 на пустотообразующий модуль.
11. Патент РФ на полезную модель №95430 на пустотообразующий элемент.
12. Евразийский патент №039130 на пустотообразующий модуль.
13. Изменение к Свидетельству на товарный знак №726734.

г. Москва, ул. Пудовкина, д. 13
тел:+7 499 678 30 60, +7 495 647 10 78
e-mail:info@g-tech.ru
http://g-tech.ru/