Алюминий в дорожном строительстве

Обновлено: 07.07.2024

Роль и применение алюминия в «зеленой» архитектуре

Понятия «зеленое» строительство и «зеленая» архитектура включают в себя, прежде всего, бережное отношение к человеку, как к части природы, и бережное отношение к самой природе. Внедрение стандартов «зеленого строительства» в отечественную и мировую практику – единственный путь для спасения земной цивилизации от последствий нарастающего роста потребления энергоресурсов [1].

Термины зеленое строительство и зеленая архитектура часто заменяются другими терминами, такими как, «экоустойчивое строительство» и «экоустойчивая архитектура». Понятие зеленого строительства включает проектирование и возведение строительных конструкций, которые всесторонне учитывают проблемы защиты окружающей среды, материальных ресурсов и потребления энергии и, в тоже время, обеспечивают людям безопасное внутреннее пространство для жизни и работы.

Роль алюминия в зеленой архитектуре

Наиболее важным является тот факт, что алюминиевые сплавы полностью соответствуют главному требованию к материалам зеленой архитектуры. Это требование звучит, в первую очередь, как «применение безопасных материалов с замкнутым жизненным циклом». Кроме того, алюминиевые сплавы удовлетворяют всем требованиям к строительным материалам по токсичности, а также возможности переработки и повторного применения.

Алюминий может успешно перерабатываться из лома в готовую продукцию и применяться много раз, что является очень важным с точки зрения сохранения мировых ресурсов, материальных и энергетических. Известно, что, когда алюминий производится первый раз из бокситов, то на это затрачивается большое количество электрической энергии. Однако, важно принимать во внимание, что алюминий имеет большой потенциал многократного повторного использования и в целом значительно компенсирует первоначальные энергетические затраты.

В настоящее время очень важным направлением является обучение проектировщиков и строителей применению алюминия и, в первую очередь, прессованного алюминия, как экологически ответственного решения для строительной отрасли. Дело в том, что алюминиевые профили являются действительно «зелеными». В современных зданиях по всему миру применяется миллионы тонн алюминиевых профилей, в основном в виде дверей, окон и навесных фасадов. Физические и химические характеристики алюминия, а также его неоспоримые экологические преимущества, делают его отличным кандидатом для новых конструкторских и инженерных решений в зеленой архитектуре.

Алюминий – материал зеленой архитектуры

Среди всех свойства алюминия как строительного материала для архитекторов и строителей самыми важными являются следующие:

Природная безопасность алюминия благодаря его нетоксичности, немагнитности и несгораемости.
Минимальное техническое обслуживание в течение всего срока службы.
Способность алюминия повышать прочность и долговечность за счет легирования нужными химическими элементами.
Высокое отношение прочности к весу, что очень важно для любого конструкционного материала.
Хорошая теплопроводность алюминия делает его подходящим материалом для решения проблем, связанных так называемым эффектом «городского теплового острова». Этот эффект заключается в том, что в крупных городах температура воздуха на несколько градусов выше, чем в окружающих сельских районах. Это является серьезной проблемой крупных городов, так как приводит к локальному изменению климата.
Высокая отражательная способность алюминия и его низкая излучающая способность являются важными для контроля солнечного излучения, которое поглощается и отражается поверхностью здания.
Способность алюминия к механической обработке в различных формах (прокатка, литье, экструзия, ковка) и хорошая свариваемость делает его очень привлекательным материалом для обработки непосредственно на строительной площадке.
Способность алюминия к анодированию и окраске обеспечивает ему широкое применение для декоративных и эстетических целей.

Экологические свойства алюминия

Не менее важны для зеленой архитектуры экологические преимущества алюминия:

По окончании срока службы алюминиевые строительные материалы могут перерабатываться в новые алюминиевые материалы много раз. При этом на эту переработку требуется только 5 % от того количества энергии, которое затрачивается при первичной выплавке алюминия. В настоящее время в мире уже около 40 % алюминия идет на вторичную переплавку.
Благодаря малому весу алюминия, энергетические затраты на транспортировку и монтаж конструкций являются минимальными.
За счет вторичной переработки алюминий снижает количество строительных отходов и захоронения

Алюминиевые фасады

Роль алюминия в зеленой архитектуре заключается в производстве новых строительных материалов и изделий, создании новых производственных процессов и новых возможностей для бизнеса. Хорошим примером таких новых возможностей для алюминиевых профилей является новое поколение фасадов зданий. В Европе это новое течение фасадных технологий получило свое развитие под стимулирующим воздействием (или даже, можно сказать, под принуждением) введенных ранее жестких требований к энергетической эффективности зданий. Эти требования предписывали для новых зданий экономию 50 % энергии по сравнению с существующими зданиями [1].

Выполнение этих требований достигается за счет следующих факторов:

снижение затрат энергии на отопление и кондиционирование;
более полного использования естественной вентиляции и дневного света;
повышение уровня комфорта и эргономики жизни для обитателей зданий за счет более тщательного анализа жизненного цикла строительных материалов;
повышения экоустойчивости архитектурных форм зданий.

Применение непрозрачных компонентов, изготовленных из вторичного алюминия, а также широкое применение солнечной энергии (пассивной через стекло и активной с помощью фотоэлектрических устройств) позволяет зданию снижать потребление энергии. Для некоторых стран применение новых подходов к обогреву и вентиляции позволяет даже отказываться от традиционных систем кондиционирования [1].

Алюминий играет главную роль в реализации этих зеленых архитектурных и строительных проектов за счет:

снижения затрат энергии в ходе строительства здания;
обеспечения повышенного комфорта и улучшенного контроля температурного режима и естественной освещенности;
отсутствия неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Светопрозрачные и вентилируемые фасады

Алюминиевые профили, а также алюминиевые листы, являются идеальными материалами для зеленого строительства. Это достигается за счет простоты конструкции, как профилей, так и листов, гибкости технологии их изготовления, конкурентной стоимости. Алюминиевые профили являются основными компонентами современных светопрозрачных фасадов (рисунок 1), которые изменили вид современных городов.

Рисунок 1 – Светопрозрачный фасад на основе каркаса
из алюминиевых профилей [2].

Широкое применение получили алюминиевые композиционные панели, которые состоят из двух алюминиевых листов и полимерной сердцевины между ними. Такая конструкция этих панелей обеспечивает им хорошие теплоизолирующие и декоративные свойства. Алюминиевые композиционные панели применяют как для облицовки непрозрачных частей светопрозрачных фасадов, так и для наружной облицовки зданий в виде вентилируемых фасадов. Кроме того, большинство вентилируемых фасадов – и не только из алюминиевых композиционных панелей – устанавливаются на алюминиевом несущем каркасе (алюминиевой подконструкции), которая состоит из алюминиевых профилей (рисунок 2).

Рисунок 2 – Вентилируемый фасад из алюминиевых композиционных панелей, установленных на алюминиевой подконструкции (компания Алюком)

Двойные (двухслойные) фасады

Особенно перспективными для зеленого строительства и архитектуры считаются двойные или двухслойные фасады (рисунок 3). К этим фасадам относятся системы, состоящие из наружного и внутреннего слоев остекления и воздушной прослойки между ними. Наружный и внутренний слой остекления могут иметь в своем составе как стекла, так и стеклопакеты. Оба слоя остекления могут быть снабжены открывающимися элементами. Одной из функций воздушной прослойки является расположение в ней систем солнцезащиты. Ширина воздушной прослойки и тип вентиляции зависят от климатических условий региона [3].

Рисунок 3 – Схема устройства двойного (двухслойного) фасада [3]

Двухслойные фасады могут обеспечивать значительное повышение гибкости управления теплообменом между внутренними помещениями здания и наружным воздухом. Это достигается за счет максимального использования возможностей естественной вентиляции здания. Кроме того, эти системы обеспечивают дополнительную защиту от чрезмерного тепла с помощью современных автоматических систем затенения солнечных лучей. В дополнение к этому в зданиях с двухслойным фасадом применяются множество других инженерных решений. Пример двойного (двухслойного) фасада представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Пример двойного (двухслойного) фасада [1]

Алюминиевая промышленность и зеленая архитектура

Современные жесткие требования к энергетической эффективности зданий стимулируют и «подстегивают» архитекторов и строителей к все более широкому внедрению принципов зеленой архитектуры и зеленого строительства. Важную роль в этом играют алюминиевые строительные материалы и изделия. Чтобы полностью раскрыть и применить потенциальные возможности алюминия в зеленом строительстве важно объединить усилия в этом направлении, с одной стороны, архитекторов, строителей, специалистов стекольной промышленности и, с другой стороны, специалистов алюминиевой промышленности.

Важной частью этой работы являются образовательные и учебные программы по донесению знаний и опыта о применении алюминия в строительстве до всех участников строительной технологической цепочки: менеджеров всех уровней, проектировщиков и конструкторов, строителей всех специальностей.

1. Аpplication of Aluminium in “Green” Architecture – Today and Tomorrow / ARCHITECTURE CIVIL ENGINEERING ENVIRONMENT, No. 1/2009

2. Design of lightweight facades. Architectural Project Introduction Handbook, Hydro, 2007.

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Производство и склад: Калужская обл., г. Малоярославец, ул. Калужская, 64.

Алюминий в строительстве

Известно, что 40% энергии, потребляемой человечеством, расходуется на содержание жилища и обеспечение комфортных условий жизни. Группа европейских специалистов выполнила исследование "Эффективность длительного использования алюминия в строительстве". В работе показано, что со временем растет интенсивность применения алюминия в различных элементах и оборудовании зданий. При этом, чем активнее используются возможности алюминия, в частности в жилых зданиях Норвегии, тем меньше суммарная потребность в энергии на их жизненный цикл, то есть на строительство здания включая производство материалов, на обслуживание и жизнеобеспечение. В ультрасовременном здании, помимо содержащих алюминий теплоизолирующих стеновых панелей, установок для рекуперации тепла отходящего воздуха и воды, имеются встроенные в алюминиевую кровлю на легких алюминиевых конструкциях из того же металла устройства для подогрева воды солнечными лучами и солнечные батареи. Это обеспечивает снижение расхода энергии на жизненный цикл в 3-5 раз по сравнению с используемым ныне жилищем.

По объемам применения в строительстве основным алюминиевым полуфабрикатом являются прессованные профили: от 55 до 60% всего алюминия, использованного на эти цели, что составляет более половины всех прессованных изделий, потребляемых развитыми странами. По этой причине, например, страны ЕС за последние 10 лет из экспортера превратились в импортера прессизделий. В основе столь широкого использования прессованных профилей в строительстве лежит возможность получения в процессе производства максимально эффективных сечений как с точки зрения несущей способности, так и с точки зрения монтажа конструкций. Прессование обеспечивает выполнение оптимальной формы, соотношение размеров элементов профиля и высокую точность исполнения, что открывает возможность создания широкого ряда архитектурных систем. В Объединенной Европе действуют более 200 заводов, производящих 2,2 млн. т прессизделий в год; 70% этих предприятий - независимые производители. При этом такие европейские страны, как Италия и Испания, показывали в последние 20 лет весьма высокие темпы роста продаж прессизделий (7,5% и 9% в год соответственно).

Материалы и конструкции с покрытиями занимают 95% всего строительного применения алюминия. Общий объем алюминиевых полуфабрикатов с покрытием, производимых европейской промышленностью, составил в 1998 г. 1 713 000 т (из них 514 000 т - анодирование, остальное - окраска). Европейское строительство поглощает 79% всего окрашенного алюминия, в том числе более 70% - листов с покрытием, в США несколько менее 60%. На профили покрытия наносятся на специальных линиях поштучным методом. Для нанесения покрытий на плоский прокат применяют как поштучный, так и рулонный процессы. Поштучное нанесение покрытий в листах имеет одно неоспоримое преимущество: поскольку покрытие как правило наносится на готовое отформованное изделие (сайдинг, профилированный лист и т. п.), есть возможность использования наименее пластичных и, соответственно, наиболее прочных и твердых покрытий. Однако, если лист при его монтаже в конструкции подвергается незначительным деформациям или сама конструкция работает в условиях, не требующих особой износостойкости и прочности, преимущества рулонного нанесения неоспоримы. Они определяются известными достоинствами непрерывной обработки ленты в рулоне. Сюда относятся равномерность толщины покрытия, однотонность и сохранение постоянного рисунка, равномерность адгезии, постоянство свойств покрытия, максимальная автоматизация управления процессом, минимальное количество отходов металла, потерь краски, расхода энергии и вытекающие из этого финансово-экономические выгоды.

Объемы алюминиевого листового проката, покрываемого в рулонах, непрерывно растут. В США в 2000 г. алюминиевых рулонов с покрытием было произведено 633 000 т, из них в строительстве использовали 368 000 т. В Европе в 1999 г. выпустили около 350 000 т покрытых рулонов. Необходимо отметить, что производство алюминиевой ленты с покрытием наряду с ведущими мировыми компаниями Alcoa (Reynolds), Alcan (Alusuiss, Pechiney) осуществляют средние и мелкие фирмы, обслуживающие региональные интересы. Такие фирмы в ряде случаев располагают собственными мощностями по совмещенному литью - прокатке полосы и последующей холодной прокатке ленты, которую используют в качестве заготовки под покрытие. Кроме того, эти фирмы как правило располагают широким набором оборудования по дальнейшей переработке ленты с покрытием: продольной, поперечной резке, производству гнутых профилей, в том числе полых профилей (труб) с фальцевым швом, вырубке, штамповке и т. п. Годовые объемы производства подобных компаний - 10-50 тыс. т в год.

Известно, что в среднем в мире на $1000 ВВП приходится приблизительно 1 кг потребления алюминия. В России в 1991 г. потребление алюминия составляло 0,93 кг, а в 1996 г. - всего 0,22 кг на $1000 ВВП. В 2000 г.

ВВП вырос на 8,8% по сравнению с 1999 г., а внутреннее потребление алюминия - на 12% (с 400 до 450 тыс. т), то есть рост потребления алюминия обгоняет рост ВВП. Таким образом, потенциал роста потребления алюминия в России заключается как в росте ВВП, так и в росте соотношения потребления алюминия и ВВП. Речь не идет о том, чтобы выйти на канадское (1,27) или шведское (1,37) соотношение. Но страна, являющаяся одним из крупнейших производителей алюминия и имеющая весьма невысокий уровень ВВП, может претендовать хотя бы на турецкое, мексиканское (0,7) или испанское (0,8) значение отношения потребления алюминия к ВВП.
В 2001-2002 гг. картина потребления алюминия в России и российского рынка строительного алюминия в сравнении с мировым рынком выглядела следующим образом (табл. 2).

Табл. 2. Потребление алюминия в строительстве США, Европы и России

Алюминий в строительстве

Ежегодное мировое потребление алюминия превышает 20 млн. т. Из них 4,0-4,5 млн. т находят применение в строительстве, главным образом, в виде профилей и листов. В Европе (UE-15) на цели строительства расходуется около 2 млн. т из общего потребления 5,7 млн. т, при этом количество алюминиевых полуфабрикатов растет непрерывно (рис. 1). В США в 2002 г. из 1,772 млн. т прессованных профилей строительство поглотило 0,87 млн. т, а за период с 1995 по 2002 гг. потребление выросло с 12,7 до 16,2%.

Сегодня строительные материалы на основе алюминия применяют для изготовления ограждающих, несущих и несуще-ограждающих конструкций. Сюда, в первую очередь, относятся оконные рамы, двери, фасады и другие светопроводящие конструкции, солнцезащитные устройства, готовые строительные элементы, в том числе для зимних садов, оранжерей. Несущие конструкции - глухие стеновые панели, фермы, кровли и т. п. Они находят применение в перекрытиях больших пролетов торговых центров и стадионов, в мостах, сходнях, строительных лесах. Развивается применение несуще-ограждающих конструкций, главным образом, при сооружении крупногабаритных емкостей для хранения зерна, сыпучих и жидких химических и строительных материалов, цистерн и т. п. Алюминий используют в нагревательном и вентиляционном оборудовании жилых и общественных зданий. В табл. 1 представлены основные области и относительные объемы строительного применения алюминиевых профилей и листов в США.

Табл. 1. Назначения продаж плоского алюминиевого проката и профилей строительного назначения в США в 2000 г.

Доля от общих продаж плоского проката для строительных целей, %

Доля от общих продаж профилей для строительных целей, %

Двери и окна обществ. зданий

Двери и окна частных домов

Решетки и ограждения

Сайдинг и панели отделки для обществ. зданий

Крыши и сайдинг для индивид. строительства

Крыши и сайдинг для сельск. строительства

Кровли общественных зданий

НИОКР зданий и конструкций

Вентиляционные решетки, каналы

Другие нагреватели и кондиционеры

Ограждающие стены и фасады

Дорожные знаки и сигналы

Освещение дорог и парковок

Мосты, улицы и шоссе

Ливневые спуски, водосточные желоба

Строительная арматура и принадлежности

Широкое применение конструкций из алюминия в строительстве обусловлено его известными достоинствами.

- Высокая коррозионная стойкость алюминиевых сплавов, применяемых в строительстве. Эти относительно низко легированные сплавы содержат не более 1,5% магния, марганца и кремния, что обусловливает их надежную работу, в том числе в морских и тропических условиях, при сроке эксплуатации, как уже показала практика, более 50 лет. Среднее значение глубины коррозионных повреждений за 20 лет испытаний даже в морских условиях не превысило 0,08 мм.

- Высокая технологичность при обработке, открывающая возможность реализации разнообразных технических и эстетических решений. Алюминиевые сплавы легко деформируются с высокими скоростями; прессование обеспечивает получение профилей сложного сечения, обусловливающего максимальную несущую способность; гибка, формовка, чеканка, штамповка обеспечивают получение сложных поверхностей, сочетающих рациональное использование материала с архитектурной выразительностью. Алюминий обрабатывается резанием (точением, распиливанием, сверлением, фрезерованием) со скоростями, свойственными обработке дерева. Он хорошо соединяется методами сварки плавлением (аргонно-дуговой, электронно-лучевой, плазменной, лазерной), сваркой давлением, включая точечную и холодную сварку, паяется, склеивается с другими металлами, органическими и неорганическими материалами; последнее обеспечивает возможность производства композиционных материалов, включающих сочетание алюминиевых листов и синтетических и минеральных тепло-, звукоизолирующих слоев и т. п.

- Высокая адгезионная способность при определенной подготовке поверхности обеспечивает возможность нанесения разнообразных защитно-декоративных покрытий - оксидных (анодно-оксидных), красок, эмалей, приклеенных пластиковых пленок и т. п. Производство алюминиевых строительных профилей и листов с покрытиями образовало отдельную подотрасль промышленности.

Рис. 1. Рост строительного применения алюминия в Европе. Алюсил по данным ЕАА

- Возможности новых выразительных и эффективных архитектурных и конструкторских решений достигаются за счет малого собственного веса алюминиевых конструкций. Хотя модуль упругости алюминия меньше модуля упругости стали, тем не менее вследствие малого удельного веса алюминиевая пластина, например, в 2 раза легче стальной при одинаковой жесткости (рис. 2). По данным американских и скандинавских мостостроителей собственный вес алюминиевой конструкции в 2-3 раза меньше веса стальной и до 7-ми раз меньше веса железобетонной конструкции при одинаковой несущей способности. В связи с малым весом и высокой технологичностью отдельного упоминания заслуживает применение алюминиевых строительных элементов при реставрации и реконструкции исторических зданий. Кроме того, обеспечивается простота демонтажа, перепланировок и реконструкции зданий при изменении их назначения, требований и архитектурных вкусов. Известная демпфирующая способность алюминия обеспечивает сейсмическую стойкость сооружений из алюминиевых конструкций.

Рис. 2. Жесткость и вес пластин (панелей) из различных материалов. Алюсил по данным Alcan

- Повышенная прочность и пластичность при низких температурах (при -70 о С повышение предела прочности составляет 5-10%, рост относительного удлинения - почти в 2 раза) отсутствие хладноломкости обусловливают особую эффективность использования алюминиевых в полярных условиях. Высокая отражательная способность алюминиевых поверхностей способствует сохранению комфортных условий при солнечном нагреве. Светлая металлическая поверхность зданий обеспечивает, например, в условиях штата Флорида экономию расходов на охлаждение до 23%. Высокая теплопроводность в сочетании с коррозионной стойкостью обеспечивает широкое применение алюминия для изготовления разнообразного климатического оборудования зданий (кондиционеров, калориферов, устройств солнечного нагрева, солнечных энергетических устройств и т. п.).

- Полное рециклирование алюминиевых строительных конструкций. Если, например, на удаление кровли из рубероида с битумом по американским данным требуется израсходовать 3 $/кв. м, а на ее разложение в природных условиях необходимо 300 лет, то утилизация отслужившей срок алюминиевой крыши является прибыльным бизнесом. В данном случае образуется крупнокусковой неперемешанный лом, включающий практически всего два сплава: сплав серии 5ххх - листы и серии 6ххх - профили. Такие отходы полностью и с малыми затратами на подготовку могут вовлекаться в производство тех же материалов для строительства. Нынешняя стоимость алюминиевого сплава составляет около $1000 за тонну, то есть при толщине алюминия 1,2 мм (обычная алюминиевая кровля) образуются те же 3 $/кв. м, но в данном случае - дохода. Отметим однако, что пока при производстве сплавов для строительства, например, в Европе используется всего 6% вторичного металла, что объясняется длительностью жизненного цикла алюминиевых строительных конструкций. Практически только начинают выбывать некоторые отслужившие свой век конструкции, изготовленные в 1 половине прошлого века, то есть на заре применения алюминия в строительстве.

Изложенные достоинства определяют важнейшее преимущество алюминиевых строительных материалов и конструкций, особо ценимое в современных условиях - сравнительно низкую стоимость жизненного цикла. Хотя первичные расходы на изготовление алюминиевой конструкции высоки - эксплуатация и поддержание в рабочем состоянии ниже, чем у всех остальных конкурирующих материалов, учитывая весьма длительный жизненный цикл со-оружений. Исследования, проведенные совместно американскими и европейскими специалистами в течение 8 лет в 7 различных средах (морских, тропических, промышленных), показали, что при идентичных условиях испытаний и одинаковых органических защитных покрытиях коррозионная стойкость алюминиевых образцов существенно выше даже предварительно оцинкованной стали. Потеря веса алюминиевой подложки указанных окрашенных образцов была настолько незначительна, что их использовали для определения потери веса покрытия. Очевидно также, например, что несравнима долговечность и потребность в ремонтах крыши из алюминия и кровли из рубероида с битумом. Таких примеров можно привести множество.

Алюминий в дорожном строительстве

Евгений Васильев: В части строительства алюминий стал самым популярным в мире материалом

Евгений Васильев, руководитель проектов транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации, рассказал в студии Business FM о положении дел в отечественном мостостроении и перспективах возведения мостов из алюминиевых сплавов.

— Мы сегодня будем говорить о том, о чем не все знают. Наша тема – алюминиевые мосты. С нами Евгений Васильев, руководитель проектов транспортной инфраструктуры Алюминиевой Ассоциации. Здравствуйте, Евгений!
— Добрый день!

— Я подготовился и выяснил, что у нас по данным статистики на сегодняшний день примерно 3500 мостов и других искусственных сооружений находятся либо в аварийном, либо в предаварийном состоянии. Это так?
— Да, вы в принципе правы, но правы с точки зрения не цифр, а того большого количества мостов, которые находятся в предаварийном состоянии. На самом деле эта цифра, я думаю, больше. Никто в регионах на данный момент не делал общего инструментального обследования мостов, в основном проводили визуальное обследование. После утверждения программы по ремонту и восстановлению мостов, я думаю, цифра будет намного выше.

— Ну вот вы как представитель алюминиевой отрасли, какое видите решение?
— Мы видим решение в строительстве и восстановлении мостов с применением алюминиевых сплавов.

— Вот смотрите, я как обыватель… Мне сложно представить, потому что мост – это капитальное сооружение из стали и бетона. Из алюминия мост мне представить довольно сложно.
— Да, я вас понимаю. Существует миф, в котором почему-то к алюминию относятся как к алюминиевой ложке.

— Из школьной столовой, которая легко гнется.
— Да-да-да. Но на данный момент промышленность и наука в части алюминиевых сплавов шагнула далеко. Не зря же алюминий применяется в авиастроении и судостроении. Т.е. сегодня физико-механические свойства алюминиевых сплавов подходят близко к стали. Поэтому данный миф мы должны разрушить.

— Давайте на конкретном примере. Вот я знаю, что оказывается в России есть алюминиевый мост – он в Петербурге. И ему исполнилось на днях 50 лет.
— Да, вы правы. Это – Коломенский мост на канале Грибоедова. Цельнометаллический, длина его пролета – 34 метра. Можно туда приехать и посмотреть, в каком прекрасном состоянии он находится. История российского мостостроения из алюминиевых сплавов насчитывает более 50 лет. Мы считаем, что данная тема перспективна.

— Ну вот смотрите, его построили 50 лет назад. Он до сих пор стоит и в хорошем состоянии. Почему тогда советские инженеры не стали использовать алюминий при строительстве мостов?
— На тот момент эта тема была закрытая. Кроме того, уровень развития промышленности, именно алюминиевой и именно в части исследования сплавов, не позволял начать массовое строительство алюминиевых мостов. На данный момент существует и работает институт легких сплавов (ИЛМиТ), который под эту тему был сделан. В нем разрабатываются те модели алюминиевых сплавов, которые могут быть пригодны в разных отраслях промышленности.

— Ну, а если взять мировой опыт. У нас же был не первый алюминиевый мост…
— История алюминиевого мостостроения уходит в далекие времена – 30-е годы XX века. Одна из основных стран, которая это делает - США. Первый алюминиевый настил там был применен в железной дороге. Дальше подхватила Канада и европейские государства. На данный момент самый длинный пролет из алюминиевых сплавов находится во Франции (1973). До сих пор все эти объекты прекрасно функционируют.

— Сколько метров?
— Во Франции 173 метра. В Канаде, в городе Квебек, 150-метровый мост.

— Канал Грибоедова гораздо уже.
— Согласен. Сейчас как раз занимаемся строительными нормами и правилами, которые позволят увеличивать пролетные строения и заниматься реализацией таких объемных проектов.

— А СНиПы не позволяют сейчас строить длинные мосты?
— На данный момент введен Свод Правил № 443, который позволяет проектировать мосты из алюминиевых сплавов, но пока в части пешеходных мостов. Научным сообществом дорабатывается и актуализируется нормативная литература. И мы уже в следующем году увидим Свод Правил, который позволит проектировать автодорожные мосты.

— А в чем преимущества алюминиевых сплавов?
— Это легкий материал, практически в 3 раза легче стали и почти в 6 раз легче железобетона. Конструкции из него можно перевозить на расстояния в условиях бездорожья. Коррозионная стойкость дает возможность использовать алюминиевые сплавы даже в агрессивных средах и в прибрежных зонах. К тому же, такие конструкции легче монтировать и транспортировать с помощью менее тяжелого механизма, тем самым минимизируя урон дорогам и не создавая проблем транспортному движению.

— Ну и к самому главному – цена…
— По сравнению с аналогами цена чуть повыше, но…

— Чуть повыше или выше?
— Чуть повыше. Стоимость алюминиевых сплавов не в какие-то разы, как раньше было, выше стальных. Мы говорим о преимуществах алюминия в рамках контрактов жизненного цикла, т.е. когда рассчитывается стоимость конструкции с учетом ее содержания и эксплуатации.

— Но все равно не надо спешить, потому что все это требует серьезной проработки, ведь такие конструкции – это вопрос безопасности.
— Да, здесь вопросу безопасности уделяется серьезное внимание. Вы правильно отметили, что именно на таких сооружениях основным аспектом является обеспечение безопасности транспортных средств и людей, которые в них находятся. Поэтому без серьезных испытаний и проработки именно тех нормативных вещей, которые есть, никто не будет принимать скоропалительные решения. Мы идем поступательно, понимая, как это серьезно и со всем научным миром.

— Весь остальной научный мир и остальная промышленность. А на сколько широко в других странах представлены алюминиевые мосты и другие конструкции?
— В мире сейчас растет потребление алюминия. Например, в странах Азии – это основные лидеры в части алюминиевых конструкций. Китай, Южная Корея, Япония, для которой особенно актуальна сейсмостойкость.

— Мы сейчас в сторону эстетики уже пошли.
— Да-да-да. Не зря же именно в части строительства алюминий стал самым популярным в мире материалом. Многие считают данные объекты не просто объектами транспортной инфраструктуры с узкой функциональностью, но и рассматривают их как архитектурные произведения. В крупных городах ставка делается еще и на архитектурный облик, помимо непосредственно функциональности.

— Мы сейчас говорили про мировой опыт, а речь идет именно об автомобильных или пока о пешеходных мостах?
— Речь идет и об автомобильных, и о пешеходных мостах.

— Т.е. там уже пришли к тому, что можно безопасно делать автомобильные мосты из алюминия?
— Да, конечно.

— Ну, а у нас сейчас какие планы по строительству мостов?
— Что касается строительства пешеходных мостов, то на данный момент ряд регионов заинтересовала эта тема. Они уже заказывают проектную документацию. Причем сразу же будет понятна конкурентоспособность данного материала по сравнению с другими аналогами. Мы сейчас планируем сделать пилотный проект в Нижегородской области по автодорожным мостам – это тот регион, который после Петербурга подхватил идею строительства мостов из алюминиевых сплавов – в Нижнем Новгороде в 2017 году были успешно построены два пешеходных перехода, которые, естественно, функционируют. В Красноярске к Универсиаде было построено два пешеходных моста. Сейчас в рамках проекта «Национальные безопасные и качественные дороги» реализуется еще один мост. Так что я думаю перспектива за этим проектом есть, именно в части регионального строительства.

— Будем тогда надеяться на это. Это – технология будущего, правильно я понимаю?
— Да, это технология будущего. Будем предпринимать все необходимые усилия, чтобы они развивались в нашей стране.

«Атодор» рассмотрит варианты применения алюминия в дорожном строительстве

Госкорпорация «Автодор» готова рассмотреть примеры уже реализованных проектов в дорожной отрасли, где применялись алюминиевые сплавы.

Фото: АСН-Инфо АСН-Инфо

Об этом, в частности, сообщил первый зампред правления компании Игорь Астахов на круглом столе в Совете Федерации «Развитие высокотехнологичных отраслей переработки алюминия как один из факторов развития национальной экономики». По его словам, корпорация заинтересована в проектах строительства пешеходных переходов с пролетными строениями из алюминия или акустических экранов.

При этом необходимо учесть результаты сравнения таких вариантов с альтернативными конструкциями на основании технико-экономического обоснования и жизненного цикла конструкций.

Игорь Астахов отдельно подчеркнул, что дорожная отрасль связана с безопасностью и жизнью людей, поэтому к внедрению инноваций здесь относятся очень щепетильно.

Также он напомнил, что все дорожные проекты, в которых участвует «Автодор», проходят Главгосэкспертизу, и для каждого проектного решения должны быть утвержденные технические требования.

Применение алюминия

Представьте, что у вас есть очень легкий, но при этом прочный металл, который не подвержен коррозии, нетоксичен и долговечен. Его можно пилить, сверлить, стягивать шурупами, связывать, сваривать и спаивать. Ему можно придать практически любую желаемую форму, используя технологию экструзии. Словно конструктор LEGO для детей, алюминий в руках архитектора становится инструментом безграничного творчества, позволяющий создавать конструкции, которые нельзя изготовить ни из дерева, ни из пластика, не говоря уже о стали.

Именно поэтому он так востребован в современном строительстве.

Empire State Building, Нью-Йорк, США

В начале прошлого века алюминий практически не использовался в строительстве, так как был слишком дорогим металлом и не выпускался в достаточных объемах. Все изменилось в 1920-х годах, когда электролизная технология производства снизила стоимость алюминия в 5 раз. Металл стал активно применяться не только для отделки крыш и сводов, в качестве водоотводов и стеновых панелей, но и в декоративных целях.

Первым зданием, в строительстве которого обширно использовался алюминий, стал знаменитый небоскреб Empire State Building, построенный в 1931 году и вплоть до 1970 года являвшийся самым высоким зданием в мире. Алюминий использовался во всех основных конструкциях сооружения, а также очень широко – в интерьере. Одна из визитных карточек здания – фреска на потолке и стенах его лобби выполнена из алюминия и 23-каратного золота.

Минимальный расчетный срок службы алюминиевых конструкций составляет 80 лет. При этом алюминий используется в любых климатических условиях и не теряет своих свойств в диапазоне температур от -80 °C до +300 °C. Сооружения из алюминия мало подвержены разрушению при пожарах, а при низких температурах этот металл становится более прочным.

Например, алюминиевый сайдинг, снабженный теплоизоляцией и отражающим покрытием из фольги, защищает помещение от холода в 4 раза лучше, чем кирпичная облицовка толщиной в 10 см или каменная кладка толщиной более 20 см. Поэтому его активно применяют в строительстве в холодных местах нашей планеты, в России это Северный Урал, Сибирь, Якутия.

Не менее, если не более, важное качество алюминия – легкость. Благодаря малому удельному весу алюминиевая пластина оказывается в 2 раза легче стальной при одинаковой жесткости. Получается, что при одинаковой несущей способности вес алюминиевых конструкций в 2-3 раза меньше веса стальной и до 7 раз меньше железобетонной.

Поэтому сегодня алюминий используют в строительстве высотных зданий и небоскребов – только представьте, сколько бы они весили при использовании, например, стали, какой глубины фундамент пришлось бы закладывать и насколько это привело бы к удорожанию всего здания! Небольшой вес алюминиевых разводных мостов облегчает их механическую часть, минимизирует противовесы и вообще дает больше простора для фантазии архитекторов. Кроме этого, с легкими конструкциями работать проще, удобнее и быстрее.

Читайте также: