Приключения «британца» в России

Такой оригинальный строительный материал, как бетонное полотно, тоже создали не в России: авторство принадлежит двум британским разработчикам. Да и проект-то изначально был не коммерческий, а сугубо альтруистичный: создатели хотели найти решение, которое позволяло бы быстро и с минимальными затратами возводить в местах стихийных бедствий долговременные и прочные сооружения. В результате на свет появился «бетонный холст» (так можно перевести на русский язык название Concrete Canvas) — удобный для транспортировки, хорошо выдерживающий механические нагрузки и перепады температур материал, который можно быстро монтировать в любых погодных условиях. А активы какой промышленности, как правило, находятся удалённо и в сложных климатических условиях? Верно, нефтегазовой и горнодобывающей. А при таком раскладе бетонному полотну уж точно найдётся место в российской промышленности. Собственно говоря, уже нашлось.

div style="text-align: justify;">Такой оригинальный строительный материал, как бетонное полотно, тоже создали не в России: авторство принадлежит двум британским разработчикам. Да и проект-то изначально был не коммерческий, а сугубо альтруистичный: создатели хотели найти решение, которое позволяло бы быстро и с минимальными затратами возводить в местах стихийных бедствий долговременные и прочные сооружения. В результате на свет появился «бетонный холст» (так можно перевести на русский язык название Concrete Canvas) — удобный для транспортировки, хорошо выдерживающий механические нагрузки и перепады температур материал, который можно быстро монтировать в любых погодных условиях. А активы какой промышленности, как правило, находятся удалённо и в сложных климатических условиях? Верно, нефтегазовой и горнодобывающей. А при таком раскладе бетонному полотну уж точно найдётся место в российской промышленности. Собственно говоря, уже нашлось.

Бетонное полотно мы уже представляли читателям в В №99 (май 2015 года), поэтому сегодня лишь в нескольких словах напомним об особенностях этого материала. Он представляет собой наполненную сухой цементной смесью объёмную матрицу — два слоя текстильного полотна, соединённые между собой волокнами. С внутренней стороны матрица покрыта слоем ПВХ. В сухом виде полотно обладает традиционными свойствами рулонного материала: гнётся и режется строительным ножом. А вот если холст намочить и подождать пару часов, то его характеристики изменятся радикально. Цементная смесь застывает и превращается в покрытие, для работы с которым уже недостаточно ручного инструмента. Спустя сутки полотно набирает 80% своей прочности и превращается в слой армированного бетона толщиной от 5 до 13 мм (в зависимости от формы выпуска). Армируют его те самые волокна, которые соединяют два текстильных слоя.

Из этих свойств и вытекают вышеописанные характеристики материала. Сколько прослужит такое полотно, доподлинно пока неизвестно: расчётный срок составляет 50 лет (считали, конечно, при британских условиях), однако на практике это установить пока не удалось: юному материалу нет ещё и двух десятилетий. И, конечно же, никакие лаборатории не смогут организовать бетонному полотну такую проверку на прочность, как реалии российской индустрии, в которых оно всё чаще оказывается.

В Якутию бетонное полотно попало летом 2014: компания «АЛРОСА» выбрала инновационный материал для укрепления водоотводящего канала на территории аэропорта Мирный, который, в частности, обслуживает алмазный карьер «Мир». Традиционная технология — бетонирование — для якутских условий не подходила. Её попытались применить, но в дело вмешались сильные температурные перепады, а также слабые грунты. Результат оказался безрадостным: бетонное покрытие начало разрушаться. Работе с «классикой» помешали и особенности местной смены времён года. Бетонирование в Якутии можно проводить только в течение трёх летних месяцев — и то если повезёт с погодой. Но для этого процесса требуются несколько большие сроки.

Конечно, есть и альтернативные варианты футеровки — «АЛРОСА» рассматривала различные предложения. Но здесь встал вопрос транспортировки, а точнее, её стоимости: объект удалённый, так что доставка габаритных и увесистых грузов существенно увеличила бы стоимость работ. В результате алмазный гигант решился на эксперимент с материалом новым, неосвоенным.

Теоретически технология Concrete Canvas удовлетворяла требованиям заказчика. По информации производителей, бетонное полотно выдерживает более 200 циклов замораживания-оттаивания и хорошо «держит» слабые грунты. Оно влагонепроницаемо — ПВХ-подкладка обеспечивает хорошую гидроизоляцию. При этом оно ещё и укладывается достаточно быстро, поскольку земельные работы проводить не нужно, досыпать грунт и создавать основание для укладки в большинстве случаев — тоже. Тяжёлая техника в процессе не участвует — достаточно усилий нескольких рабочих с ручным инструментом.

Ко всему прочему, бетонное полотно — «компактный» материал, что отражается на стоимости транспортировки. По информации самих разработчиков, 125 м² полотна СС8 (то есть толщиной 8 мм) заменят собой два грузовика с подготовленным бетонным раствором по 17 тонн каждый.

В общем, всё сошлось на бетонном холсте. С работами по футеровке управились за три дня: за это время уложили порядка 1600 м² полотна CC13 (толщина 13 мм). Якутские условия на процесс мало повлияли — он шёл практически так же, как и на других объектах. Разве что на ночь пришлось покрывать смоченное полотно полиэтиленовой плёнкой. Работы проводились уже в октябре, ночью стояли заморозки, и пленка «утепляла» смоченную поверхность.

На протяжении последующих двух лет Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности проводил регулярный мониторинг состояния бетонного полотна. Специалисты отмечают, что свои обещания производитель сдержал. Всё оказалось правдой: и укладывать полотно можно в заморозки, и процессы замораживания-оттаивания материал выдерживает, и морозов не боится, и прочность со временем набирает.

«Полученный результат и технология возведения конструкций из бетонного полотна существенно отличается от технологии применения монолитного и сборного железобетона, геосинтетики и прочего. Практика применения подтвердила следующие выводы:

— производство работ не требует квалифицированной рабочей силы, достаточно одного мастера, прошедшего первичный инструктаж и посмотревшего вводный видеофильм;

— работа по использованию бетонного полотна не требует существенных затрат на подготовку: на производство опалубочных работ, армирование и выравнивание;

— отсутствует потребность в замешивании бетонной смеси на объекте;

— работы по укладке полотна осуществляются без использования тяжёлой техники;

— освоение технологии производства работ происходит в течение одного дня;

— быстрое достижение результата – полотно застывает через 2 часа и готово к эксплуатации через 24 часа после гидратации;

— технология позволяет значительно сократить сроки строительства: скорость монтажа полотна составила до 500 м² за смену 8 часов при численности рабочей бригады 8 человек», — делится своими выводами первый заместитель директора — главный инженер института «Якутнипроалмаз» Алексей Коваленко.

Также эксперты детально проанализировали экономическую составляющую работы с материалом и отметили существенную экономию — по всем фронтам. Себестоимость 1 м² строительно-монтажных работ уменьшилась на 172 рубля — на 2,32% от традиционного решения. Производительность труда же выросла в 14 раз: по первоначальному проектному решению на 1680 м² она составляла 15112,5 чел-час, а фактическая на тот же объём — 1062,6 чел-час. Учли якутские клиенты и отложенный экономический эффект: минимизацию затрат на текущий ремонт и экологические мероприятия и сборы. Идея европейская, а здесь вопросам экологии уделяют нешуточное внимание: в 2011 году бетонное полотно вошло в ТОП-5 лучших изобретений человечества, делающих мир чище и комфортнее.

«Опыт эксплуатации уложенного на водоотводящей канаве бетонного полотна можно считать положительным. За время двухлетней эксплуатации никаких отрицательных изменений не произошло. Поверхность сохранила первоначальное состояние. Трещин, деформаций, провалов и других изменений не обнаружено», — заключает Алексей Коваленко.

В 2015-м бетонное плотно поехало на другой край света — остров Сахалин, на береговой комплекс подготовки «Чайво». Условия здесь тоже не курортные: на протяжении 8 месяцев в году лежит снег, причём высота сугробов может достигать 4 м. Температура воздуха нередко опускается ниже –40 ^оС. Всё это означает, что строительные и земляные работы можно проводить только летом – то есть условия примерно соответствовали якутским. Аналогичной была и задача: укрепление дренажных канав.

Логика выбора материала была приблизительно та же: нужен был продукт, удобный в транспортировке и быстрый в укладке. Бетонное полотно для пробы положили на небольшом участке — с местными условиями он справлялся хорошо. Заказчик принял решение о продолжении работ.

Монтаж полотна осложнялся тем, что комплекс построен на песчаном грунте, так что подготовку поверхности всё же пришлось провести — уплотняли дно канав. Вдоль верхних кромок канавы прокопали анкерные траншеи. После этого на автопогрузчик установили пространственную траверсу с рулоном бетонного холста, от которого отрезались отрезки нужной длины. Куски укладывали продольно и поперчено (в зависимости от профиля траншеи) с напуском в 100 мм. Перекрывающий отрезок укладывали по направлению потока воды, как на гонтовой крыше. Края материала закрепляли в анкерной траншее стальными штифтами. Если отрезки шли поперечно, то штифт вбивали на каждом их стыке. Если продольно, то через каждые 2 м. Стыки отрезков полотна обрабатывали клеем-герметиком и через каждые 200 мм соединяли винтами. Для гидратации уложенного полотна использовали автоцистерну объёмом 7000 л и шланг с распылительной насадкой. «Утепления» полиэтиленом не делали — дело было в июне.

На всё про всё ушло три недели: за это время бригада из 6 человек уложила 9250 м² полотна CC8 и 5 520 м² CC13. Результат заказчика устроил, и в прошлом году с производителем бетонного полотна заключили ещё один договор: холст отправится на месторождения Одопту и в посёлке Де-Кастри, тоже расположенном на Сахалине.

В продолжении своего северного вояжа бетонный холст направился в Республику Коми, в посёлок Ярега. С момента его основания здесь добывают нефть, и сегодня тут располагаются выработки «Лукойл-Коми». Им-то и понадобилось бетонное плотно — для бетонирования водоотливных канавок при строительстве горных выработок. Для того чтобы оценить возможности материала, специалисты компании провели промежуточные испытания.

«Бетонная ткань была уложена в канавку, пройденную в породах, представленных аргиллитами 3-4 крепости пород, шириной 0,4 м и высотой 0,7 м на протяжении 4 метров из двух кусков материала стык в стык. Смачивание полотна проводили путём равномерного рассеивания воды через пожарный ствол, подключенный к пожарному оросительному трубопроводу пожарным рукавом. Смачивание материала проходило в течение 1,5 часов по мере высыхания бетонной смеси. Контроль за испытанием полотна проводили в течение 24 часов. В первые 30 минут после смачивания бетонная ткань затвердела и приняла форму неровной канавки, в дальнейшем при наблюдении за материалом форма застывшего полотна визуально не изменилась. По истечении 24 часов комиссия провела осмотр на предмет застывания материала. Бетонное полотно полностью и равномерно затвердело и приняло форму канавки. В местах соединения бетонного полотна стык в стык имеется разъединительная полоса», — поделился своими выводами член комиссии, главный инженер нефтешахты № 3 НШУ «Яреганефть» Александр Каньшин.

Нефтяники, таким образом, тестируемым материалом остались довольны — эксперты дали добро на использование бетонного холста при бетонировании водоотливных канавок. Единственная сложность — технология стыков отдельных полотен, но её специалисты намерены доработать. Испытания бетонного полотна на износостойкость «Лукойл-Коми» намерена продолжить: важно посмотреть, как оно поведёт себя при чистке канавок после их заиловки.

Сами разработчики признают, что в деле построения партнёрских отношений с российскими добывающими компаниями сделаны лишь первые шаги: они ещё только присматриваются к материалу, который для российского рынка остаётся диковинкой. При этом британцы уверены, что перспективы на этом поприще у продукта хорошие. Если учесть объёмы добычи полезных ископаемых в нашей стране, а также особенности расположения месторождений, нужно признать, что работа для бетонного холста у нас найдётся.