Изготовление монолитных бетонных конструкций методом низкотемпературного гидрокаркасирования

Прогресс не стоит на месте, и новые технологии в строительстве домов находят свое применение по всему миру. В этой статье пойдет речь об одной из них — низкотемпературном гидрокаркасировании. Мы расскажем, в чем его суть, о его плюсах и минусах по сравнению с традиционными методами

Была у лисы избушка ледяная, а у меня лубяная. Пришла весна, у лисы избушка растаяла. Эти слова зайца из русской народной сказки в ближайшем будущем могут стать не актуальными. Сказка или что-то другое, а скорее всего повальная мода на изготовление с приходом зимы ледяных замков натолкнула норвежских инженеров-строителей на интересную идею — использовать в качестве опалубки или каркаса при строительстве монолитных бетонных домов обыкновенный лед. Натолкнула их на эту мысль простота возведения ледяных строений и элементов любой сложности и дешевизна самого строительного материала, по сути, простой воды. Если перевести с норвежского, то название этого метода будет звучать как «низкотемпературное гидрокаркасирование». Схожесть климатических условий в Норвегии и ряде регионов России позволяет использовать эту технологию и у нас. Давайте разберемся, чем отличается метод низкотемпературного гидрокаркасирования от традиционных методов строительства.

Изготовление каркаса-опалубки

Опалубка под заливку бетоном традиционно собирается из плоских прочных листов, например, щитов из досок, ориентировано стружечных плит — ОСП и т. п. Из них формируются полые каркасы, которые заливаются бетоном. После застывания бетонной смеси опалубку-каркас разбирают. Листы впоследствии в некоторых случаях можно использовать повторно, однако чаще всего — это отходы производства, то есть не рациональное использование ресурсов. В настоящее время набирает популярность несъемная опалубка из пенополистирола. Она не убирается после использования, а является элементом самой конструкции. Это позволяет сэкономить при строительстве, однако и такой метод имеет целый ряд недостатков, среди них: повышенная токсичность, пожароопасность, необходимость в защите облицовки из пенопласта, да и не каждый человек захочет жить в пенопластовом доме.

Всех этих недостатков лишен метод низкотемпературного гидрокаркасирования. Опалубка возводится из ледяных блоков, которые просто поливаются водой и намертво смерзаются. Сами блоки либо изготавливаются путем криогидрокристаллизации, или, если выражаться простым языком — заморозкой воды, либо просто напиливаются из имеющегося льда. Как показывает опыт, изо льда можно возводить любые объекты произвольной формы и сложности, обладающие высокопрочными пространственными и конструктивными характеристиками. Для изготовления каркаса-опалубки делаются две стены из ледяных блоков — внутренняя и внешняя. Пространство между ними заливается бетоном. С приходом тепла каркас просто тает, не оставляя после себя следов. На месте строительства остается готовое здание.

Изготовление бетонной смеси

При разработке методики возник вполне закономерный вопрос — что делать, ведь если залить теплым бетоном пространство между ледяными стенами, то каркас может просто растаять еще до того, как бетон встанет? Решение оказалось одновременно очень простым, дешевым и, в то же время, дающим целый ряд положительных побочных эффектов. Суть его в том, чтобы готовить бетонную смесь с использованием не воды, а измельченного льда или снега. Как это делается? Жидкость заливается в миксер вместе с гравием и охлаждается при непрерывном перемешивании. По мере замерзания воды образующийся лед мелко крошится или перетирается между отдельными камешками гравийной составляющей, превращаясь в однородную охлажденную массу из дефибрированного льда и гравия. Сюда добавляют песок, цемент и необходимые присадки, например, гранулы утеплителя, и, непрерывно перемешивая, доставляют на строящийся объект. Масса обладает всеми пластичными свойствами бетона, поэтому не требует уплотнения после засыпки и при этом не застывает вплоть до начала разморозки дефибрированного льда.

Таким образом приготовленная бетонная смесь, по сути, ничем не отличается от традиционного бетона и может быть изготовлена даже самостоятельно! Способ приготовления никак не удорожает производственный процесс. Более того, появляется возможность изготовления смеси про запас. Единственное ограничение — все работы необходимо проводить при отрицательной температуре. В итоге получается конструкция из двухслойного льда, образующего каркас-опалубку с бетонной массой, заключенной между слоями. По мере потепления, первой начинает оттаивать именно бетонная смесь, поскольку в ее составе изначально, как и в любом другом бетоне, содержатся различные присадки. Таяние происходит при температуре приблизительно -5 °С. Таким образом, бетон встает еще до начала таяния ледяной опалубки. Как показали испытания, благодаря длительному контакту с кристаллически-структурированной водой, застывшая бетонная смесь образует пространственную кристаллическую решетку особой формы, придающей бетону повышенную прочность.

Перспективы методики. Плюсы и минусы

Вполне очевидно, что метод низкотемпературного гидрокаркасирования имеет очень широкую сферу применения. Географически эта технология применима везде, где существует период не меньше трех недель, а именно столько необходимо времени для проведения всего цикла работ по возведению здания в два этажа, с температурой, не поднимающейся выше -5 °С. Такие климатические условия существуют почти на всей территории России.

Давайте подытожим плюсы и минусы описанного метода, по сравнению с традиционными.

Плюсы:

Скорость возведения стен. Нет необходимости дожидаться пока первый слой бетона встанет, чтобы заливать следующий.

Вся конструкция начинает набирать прочность одновременно, в результате получается настоящий, а не «слоеный» монолит.

Благодаря практически бесплатному материалу для изготовления каркаса-опалубки, значительно сокращаются расходы на проведение предварительных работ.

Благодаря приобретению бетоном особых прочностных качеств, появляется возможность возведения более тонких, чем при традиционном методе, стен, без ущерба для прочности самого здания.

Есть возможность возведения изо льда, а значит и из бетона, зданий и элементов любой пространственной сложности.

Возведенное здание не требует дополнительных работ по демонтажу опалубки. Здесь она просто растает по весне без остатка.

Минусы: по сути, только один — сезонность строительных работ. В принципе, это довольно условный минус, поскольку возведение зданий методом низкотемпературного гидрокаркасирования проводится именно в тот момент, когда традиционные методы применять просто нельзя, а значит получаем увеличение сезона строительства, то есть опять-таки плюс.

Найдет ли свое применение метод низкотемпературного гидрокаркасирования, или, как это бывает обычно со всеми перспективными технологиями в нашей стране, тихо погибнет, наткнувшись на непонимание сути и различные бюрократические препоны, мы узнаем по результатам следующей зимы, а в Норвегии, когда начнется апрельская капель, несколько домов, построенных таким образом, уже появятся из под слоя льда.

Сергей Брусков