Бетон глазами экспертов: климат, дороги и 3D-печать - «Строительные Материалы»

В начале октября в Москве прошла 10-я юбилейная Международная научно-практическая конференция BetON conf. В ее работе приняли участие около 400 представителей строительной отрасли из различных регионов страны, СНГ и дальнего зарубежья. Темы докладов звучали самые разные: от узкоспециальных до

Рынок добавок в бетон не стоит на месте

Работу конференции открыла представитель ее организаторов - директор по развитию ООО «Полипласт Новомосковск» Ирина Степанюга. Она познакомила собравшихся с тем, как динамично развивалась и продолжает развиваться компания, предлагая потребителю современные решения, как на сегодняшний день компания видит развитие рынка и какие шаги предпринимает, чтобы оставаться на лидерских позициях.

По словам специалиста «Полипласта», видя текущие тенденции рынка, научно-технические центры предприятия занялись разработкой новых типов добавок в бетоны и растворы. «Это совершенно новые виды добавок, отличающиеся от существующих. Пока они не имеют общего названия, но будут способны конкурировать со всеми известными на сегодняшний день добавками на различных основах. Они будут использоваться в различных направлениях, в том числе для получения бетонов с высокими эксплуатационными свойствами. Данные добавки будут полностью синтезироваться на наших предприятиях», - отметила Ирина Степанюга.

Российская беда есть и в Америке

Как минимум одна из двух известных российских бед характерна и для США. Речь идет о качестве транспортной инфраструктуры. По словам руководителя технического комитета Американского института бетона ACI 241 Константина Соболева, в 2017 году Американская ассоциация инженеров-строителей оценила состояние дорог США на 2 с плюсом по пятибалльной шкале, а в 2021 году – на 3 с минусом.

«Сложность заключается в том, что большая часть инфраструктуры была построена после II Мировой войны, и многие из этих объектов нужно поддерживать в рабочем состоянии, - подчеркнул специалист. - Часто у нас для ремонта таких дорог и строительства новых используются старые, консервативные технологии. А департамент транспортного строительства просто требует больше денег, но это, к сожалению, не решает проблем».

Основная из них – это проблема долговечности: морозостойкость, химическая стойкость к солям, которые используются на автодорогах севера Америки. По оценкам специалистов, количество циклов замораживания/оттаивания в год здесь составляет порядка пятидесяти. А стандарт бетона рассчитан на 300 циклов. По сути, такая дорога прослужит только 6 лет. А марки бетона 600 по морозостойкости не существует. Если же бетон не был разработан для того, чтобы выдерживать соответствующие химические и механические нагрузки, он, естественно разрушается.

Есть также проблема с адекватным отвердением. Если бетон не твердеет в условиях защиты от испарения, потери оказываются достаточно существенными: на кубометр смеси приходится использовать на 100 кг цемента больше, чтобы достичь проектной прочности.

Аддитивные технологии повысят производительность труда

Серьезное отставание строительства в росте производительности труда отметил заместитель директора НИИ СМИТ НИУ МГСУ Алексей Адамцевич. По его словам, если 200 лет назад для того, чтобы прокормить жителей США нужно было 80% населения, трудящихся в сельском хозяйстве, то сейчас благодаря автоматизации и новым технологиям достаточно 1,5-2%.

«В строительстве наблюдается обратная тенденция. Еще в 2018 году Американская ассоциация строителей сообщала о том, что 80% крупнейших строительных компаний сталкиваются с проблемой заполнения вакансий, - подчеркнул эксперт. - Тем самым наблюдается наличие существенного отложенного спроса в строительной отрасли в вопросах внедрения технологий автоматизации производственных процессов и повышения производительности труда».

По мнению Адамцевича, этот спрос может быть реализован за счет развития аддитивных технологий строительства. Строительная 3D-печать, например, используется американской компанией Icon для обеспечения жильем малоимущих граждан. Эту технологию сегодня активно реализует компания LafargeHolcim, которая в странах Центральной Африки печатает жилье и школы для малообеспеченных слоев населения.

Немецкие коллеги фокусируют внимание на использовании аддитивных технологий для возведения достаточно сложных объектов, например двухэтажных коттеджей. Реализацией этого проекта занимается компания PERI, мировой лидер производства опалубочных систем.

В России рынок аддитивных технологий до сих пор не сформирован, хотя технический задел есть. Достаточно сказать, что первый напечатанный объект в США был возведен в 2014 году компанией Андрея Руденко, выходца из Воронежа. Самый большой из ныне напечатанных объектов в Дубае – двухэтажное офисное здание в 650 кв. м реализовывалось российским стартапом родом из Сибири. У нас в стране есть первая в мире компания, которая начала серийно продавать строительные 3D-принтеры по всему миру.

Частные компании реализуют свои проекты и в России. Например, в Ярославской области печатают целый коттеджный поселок, в Новой Москве есть проект печати купольных домов разного диаметра. Там используется специальная строительная смесь, разработанная на базе НИИ МГСУ, которая производится сейчас Уфимской гипсовой компанией.

Как не дойти до точки невозврата?

Проблемы изменения климата затронул в своем выступлении профессор, директор института строительных материалов Технического университета Дрездена Виктор Мещерин. По его словам, на строительный сектор приходится около 20% от всех выбросов парниковых газов. Поэтому модернизация строительной отрасли имеет решающее значение для преследования заявленных международных целей в области климата – достичь углеродной нейтральности к 2050 году.

«Когда отрасль в Германии генерирует около 6% ВВП, но при этом потребляет 40% энергии и выбрасывает 25% вредных для климата парниковых газов, действия по оптимизации должны приниматься как можно быстрее, - уверен профессор. - Основная цель – преобразовать отрасль в климатически нейтральное, а также ресурсосберегающее, аддитивное строительство».

Вклад бетонных работ, как в создание глобальных проблем, так и в их решение огромен. На долю цемента приходится около 7% всех выбросов. Статистика показывает, что производство бетона требует меньших энергетических затрат и приводит к меньшему выбросу углекислого газа, чем в случае большинства других стройматериалов. Проблема заключается в огромном количестве бетона, производимого по всему миру.

«Альтернативы бетону нет и не предвидится, но альтернативы сегодняшнему бетону и сегодняшнему бетонному строительству есть, и они должны форсированно внедряться в производство, чтобы уменьшить негативные последствия нашей хозяйственной деятельности», - подчеркнул специалист.

В первую очередь, по его мнению, ситуацию могут улучшить новые минеральные вяжущие. Необходимо и дальше использовать летучую золу и шлак, но эти классические добавки входят лишь в 15% производимого цемента, а в ближайшее время эта цифра упадет до 10%.

Какие есть альтернативы для устойчивого развития? В первую очередь, это глина и известняк. «Цемент, изготавливаемый из 50% клинкера, 30% обожжённой глины и 15% известняка, – вот направление развития, которое определяет будущее отрасли, - считает Виктор Мещерин. - Второй пример – это биополимеры. Пока такие добавки находятся лишь в начале развития, но существует большой потенциал в этой области».

Кирпич дорожает, цемент отстает

С динамикой производства и цен на кирпич и цемент познакомил собравшихся исполнительный директор центра экономического прогнозирования Газпромбанка Айрат Халиков. По его словам, особенность производства большинства стройматериалов в России заключается в том, что расстояние их доставки не очень большое. Например, кирпич доставляется в среднем не дальше, чем на 300 км, цемент – на 600 км. Правда в случае с цементом есть исключения. Приволжский ФО, где сконцентрированы большие запасы сырья, – это традиционный регион-донор для Центрального ФО.

Также особенностью нашей страны является ярко выраженный фактор сезонного спроса. В зимние месяцы потребность в цементе в три раза ниже, чем в летний период. Это ведет к тому, что производители стройматериалов вынуждены строить больше мощностей, чтобы обеспечить пиковые спросы. В итоге производители цемента зимой работают на треть мощности, и это влияет на стоимость.

Однако при этом цены на цемент в первом полугодии выросли лишь на 4% в сравнении со средними ценами, а кирпич – на 7%. В последние годы цемент вообще в среднем дорожает медленнее, чем темпы инфляции. Специалисты это связывают именно с тем, что в России большой объем незадействованных мощностей.

У производителей кирпича своя особенность. Из-за близких расстояний доставки каждый производитель – маленький монополист в своем регионе. В итоге, хотя последние полтора года спрос на кирпич растет в целом быстрее, чем темпы роста строительной отрасли, его производство в стране не увеличивается. При этом цены растут опережающими темпами.

«В прошлом году цемент практически не дорожал, а кирпич рос в цене, и в этом году темпы роста разные, - отметил специалист. - Кирпич в среднем в России подорожал с 8,5 тыс. до почти 11 тыс. руб./т. При этом производители даже снизили его производство. Если посмотреть на производство цемента, оно лишь вернулось к уровню 2019 года».

В целом российский рынок цемента чувствует себя не очень хорошо. Пик потребления пришелся на 2014 год, к 2016 году потребление упало на 12%, затем была долгая стагнация, и лишь в 2019 году цемент показал рост потребления из-за перехода на проектное финансирование, но в 2020 году все опять рухнуло. «В 2021 году мы ждем рост спроса на цемент где-то на 7%, но до докризисного уровня 2014 года еще очень далеко. К этому уровню мы, может быть, вернемся через 5 лет», - подчеркнул Айрат Халиков.

Все дело в недальновидной политике производителей цемента, считает представитель Газпромбанка. После кризиса 2008 года в экономике шел быстрый рост, и цементники, которые тогда работали в более комфортных условиях, решили обновить свои мощности. Произошло укрупнение цементных заводов, создавались холдинги, у которых появились деньги для строительства новых производств с современными технологиями, но при этом старые предприятия остались.

В результате загрузка мощностей снизилась с 67% в 2016 году до 49% сегодня. Правда, благодаря этому, производители цемента не задирают цены, и даже стало не интересно ввозить его из Беларуси, импорт упал до показателей менее 1% от общего потребления.

На конференции также прозвучали доклады профессора кафедры строительства объектов тепловой и атомной энергетики МГСУ Андрея Пустовгара, профессора РУТ (МИИТ) Льва Добшица, руководителя группы разработок новых технологий ООО «НИИ СМиТ» Ксении Костяковой и других известных экспертов. По заявлению организаторов, основная задача конференции - помочь представителям российских строительных компаний разобраться в особенностях практического применения новейших технологий в производстве бетонов и железобетонных изделий, интеграция и систематизация теории и практики, а также расширение и укрепление научного и делового сотрудничества.

Евгений Горчаков