Применение композитных материалов в строительстве повышает долговечность в несколько раз

В Москве в рамках выставки «Композит Экспо 2019» прошла международная научно-практическая конференция «Современное состояние, направления и перспективы развития отрасли производства композитных материалов в России и ЕАЭС». Ее организовал Союз производителей композитов(Союзкомпозит) при поддержке Минпромторга и ТПП РФ.

Если не востребован дома…

Открывая конференцию, Сергей Ветохин, исполнительный директор Союзкомпозита, коротко охарактеризовал развитие отрасли композитов, начавшееся в СССР, как и во всем мире, в 60-е годы прошлого века. Отрасль успешно развивалась, в конце прошлого века был провал, длившийся до начала 2010-х годов. Явный подъем начался с 2013 года, рост в первый период достигал 20% и более, в то время как в мире он составляет стабильно 4–5%. Свою роль сыграла государственная программа развития композитной отрасли, а также то, что профессиональное сообщество активно занялось обновлением и разработкой нормативной документации.

В последние два года темпы роста замедлились. Главной причиной докладчик назвал снижение спроса со стороны основных потребителей, в том числе строительной отрасли. Но, по его мнению, принятие нацпроектов, прежде всего касающихся строительной отрасли и ЖКХ, должно сыграть положительную роль. Строительство – одна из самых перспективных отраслей для роста потребления композитных материалов.

Но и просто выжидать, когда закончится сложный период, нельзя, считает докладчик. Нужно работать над расширением сферы применения композитов, совершенствовать нормативную базу, заниматься проведением испытаний и осваивать зарубежные рынки. Сегодня уже есть примеры, когда российские производители выходят на рынки стран не только ближнего, но и дальнего зарубежья.

Ряд фирм сотрудничает с Российским экспортным центром (РЭЦ), в том числе получает поддержку в виде субсидий. Докладчик призвал смелее изучать зарубежные рынки, в частности, через участие в выставках.

Представитель Российского экспортного центра Екатерина Удалова, руководитель проекта по клиентской работе, курирующая направления по строительству и стройматериалам, подробно рассказала, какие формы поддержки можно получить от РЭЦ. Другой представитель Центра Александр Орехов, который курирует выставочную деятельность, пояснил, как поощряется участие отечественных производителей в зарубежных выставках. Субсидии могут покрывать транспортные расходы, на аренду и обустройство экспозиции. Например, в сентябре в немецком Штутгарте пройдет крупнейшая в мире специализированная выставка Composites Europe/Композит Европа 2019. Российским участникам может быть возвращено до 80% расходов за аренду площадей.

Также, по мнению устроителей конференции, для российских производителей композитов большой интерес может представлять французская выставка JEC World, которая проходит с 1965 года и является крупнейшей в мире. Тем более что Франция уже проявляет большой интерес к нашему рынку композитных материалов.

Петербургский кластер расширяет возможности

Одна из форм для успешного развития композитной отрасли – создание региональных композитных кластеров. Выступая на конференции, Вадим Зазимко, генеральный директор ассоциации «Композитный Кластер Санкт-Петербурга», пояснил, что кластер позволяет аккумулировать усилия в рамках региона, привлекать к решению задач научные учреждения, налаживать сотрудничество с родственными российскими и зарубежными объединениями. За период с 2015 года, времени создания кластера, петербуржцы наладили контакты с коллегами из Татарстана. Среди зарубежных стран – с Финляндией, Эстонией, Кореей и др. По мнению докладчика, композиты могут найти применение в самых разных областях. Так, сейчас прорабатывается возможность их использования в сельскохозяйственном строительстве, например, при возведении животноводческих ферм.  

В сфере строительства решаются проблемы, связанные с возведением композитных мостов и пешеходных переходов, всевозможных ограждений, в том числе шумозащитных экранов, производством опор для линий электропередачи и др. Композиты все шире применяются для обустройства городской среды – это малые архитектурные формы, лестницы и т.д.

Старым мостам – новое дыхание

Композиционные мосты начали строить в России уже больше десятка лет назад. Они дороже, чем сооружения из традиционных материалов, но при расчетах по итогам жизненного цикла оказываются более выгодными, так как намного надежнее и дешевле в эксплуатации. Эти качества композитов позволяют находить новые ниши для их применения. Одна из них – реконструкция старых железнодорожных мостов. Выступая на конференции, Аркадий Ванюхин, начальник конструкторского отдела ООО «Композит Сольюшен» (входит в группу компаний «Рускомпозит»), рассказал о новых разработках, которые позволяют применять плиты композитного безбаластного мостового полотна (КБМП) для реконструкции пролетных строений мостов ограниченной грузоподъемности. Таких мостов на российских железных дорогах около 240, они проектировались по нормам 1960-х годов, на них применяются, как правило, деревянные балки, которые в процессе эксплуатации деформируются, требуют частой замены и, кроме того, это горючий материал. Также немало претензий и к балкам из железобетона.

Конструкторы из «Композит Сольюшен» совместно с учеными ВНИИЖТ предлагают заменять их на плиты КБМП, которые не гниют, не деформируются, огнестойки и служат до 50 лет. Этот новый материал прошел испытания, при которых показал, что способен выдерживать нагрузки в полтора раза большие, чем традиционные материалы, более длительное время выдерживает высокие температуры при испытаниях на огнестойкость, жесткость обеспечивается на уровне железобетонной плиты и т.д. Плиты КБМП принесут РЖД экономию до 20%, например, по сравнению с железобетонными. В прошлом году первые изделия были использованы при ремонте двух мостов в Калининградской области, за их поведением ведется наблюдение.

Выступление вызвало большой интерес, у докладчика выспрашивали подробности о технологии изготовления композитного материала, какие конкретно испытания были приведены. В итоге компании посоветовали о 50 годах эксплуатации не заявлять, поскольку, например, по мнению Валентины Степановой, руководителя лаборатории коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ им. А.А. Гвоздева, комплексные испытания в полном объеме не были проведены, а значит, компания и себя может подвести, и скомпрометировать хороший инновационный материал.

Композиты для бетонов

Свой доклад Валентина Степанова посвятила проблеме улучшения качества бетонов за счет применения композитов. По ее словам, в 1990-е и 2000-е годы российские строители применяли композитные материалы в малой степени и только сейчас начали приближаться к тем объемам, которые были в пиковые советские годы. Но и сегодня доля потребления России на мировом рынке невысока – 0,5 – 2,0%. На внутреннем рынке объем потребления композиционных материалов, конструкций и изделий из них в строительстве составляет от 3 до 5%. Но потенциал у отрасли немалый.

Один из основных видов продукции, где применяются композиты, – это арматура: стеклокомпозитная, базальтокомпозитная, углекомпозитная, арамидокомпозитная и комбинированная композитная. Среди основных преимуществ композитной арматуры: высокая прочность на растяжение – в три–четыре раза выше, чем у стальной; малый удельный вес – в три–четыре раза ниже, чем у стальной; низкий удельный вес облегчает транспортировку и монтаж; нечувствительность к электромагнитным полям; стойкость к агрессивным средам.

В советское время композитная арматура применялась при возведении мостовых переходов. Докладчик рассказала о мостах, построенных в 70-е годы прошлого века в разных регионах СССР. Арматура, как показывают исследования мостов, до сих пор надежно служит, не коррозирует, не деформируется. При этом исходное качество композитов тех времен намного уступает современной продукции, например, модуль упругости теперь намного выше.

В настоящий момент важное значение имеет разработка нормативной документации, которая позволяла бы применять на практике новые материалы и технологии.

- Я являюсь председателем правления Ассоциации организаций по производству и применению композитных материалов и изделий в строительстве «Композитные строительные материалы» (АО "КСМ"), – сообщила Валентина Степанова. – Члены ассоциации производят широкий спектр продукции из композитной арматуры – это анкеры, распорные тяги, сетки, гнутые элементы, каркасы. Ассоциация совместно с НИИЖБ занимаются разработкой и утверждением сводов правил, которые бы позволяли применять их на практике на законных основаниях. Например, при кирпичной кладке можно применять диагональные гибкие связи. Они облегчают вес панелей, позволяют избегать мостиков холода, обеспечивают высокую коррозийную и химическую устойчивость в щелочной среде, упрощают монтаж и повышают производительность труда. По композитной сетке в этом году впервые принят ГОСТ Р «Сетка композитная полимерная для армирования кирпичной кладки. Технические условия». Разработан НИИЖБ им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ Строительство», внесен ТК 465.

У композитной сетки большое будущее. Уложенная в полотно шоссейной дороги, она резко повышает эксплуатационные свойства дорог. Например, в 2009 году в Пермском крае было проложено 20 метров дороги с композитной сеткой. С тех пор их не ремонтировали, и уже уложили сетку на протяжении 20 км. Правда, не всем это нравится, поскольку повышаются сроки от ремонта до ремонта, а как тогда осваивать выделяемые средства? Хотя, как заметила докладчик, на сэкономленные средства можно расширять дорожную сеть.

Также есть опыт применения композитных материалов при строительстве метро, реконструкции коллекторов, при укреплении фундаментов, устройстве аэродромных полос, пирсов. Показали свои преимущества и композитные арматурные каркасы для буронабивных свай и колонн. Большое будущее у применения преднапряженной композитной арматуры.

Российский опыт заинтересовал коллег из ближнего зарубежья. Так, в НИИЖБ и в ассоциацию КСМ обратились из Киргизии и Узбекистана с просьбой перевести и адаптировать к их условиям нормативные документы. Они построили несколько заводов и просят помочь отладить их работу.