Композиционные материалы благодаря совокупности уникальных свойств пользуются все большим спросом со стороны различных отраслей промышленности, что стимулирует расширение их производства как в мире в целом, так и в России. Однако объемы производства и потребления композитов в Российской Федерации в настоящее время несоизмеримы с соответствующими показателями, характерными для мировых лидеров: США, стран Европы, Японии и КНР. Всего несколько американских, европейских и японских компаний контролируют до 75% каждого сегмента мирового рынка рассматриваемых товаров.
Одним из наиболее активно развивающихся рынков композиционных материалов в настоящее время является КНР, где в последние годы высокими темпами идет создание новых производств и отмечается значительный рост потребления композитов.
Композитная отрасль России, как отметил исполнительный директор Союза производителей композиционных материалов РФ С. Ветохин, еще находится на стадии формирования, тогда как она “была зрелой в Советском Союзе, когда была сосредоточена в оборонно-промышленном комплексе и наравне конкурировала с США и Японией, но в результате многочисленных реформ” было потеряно то, что было достигнуто ОПК, а гражданскую отрасль теперь необходимо строить “практически с нуля”.
В последнее время востребованность композиционных материалов в РФ повышается. В частности, расширяется потребление в стране одного из важнейших видов строительных композитов – полимерной композитной арматуры, на которую в мире приходится около 60% глобального производства композиционных стройматериалов. По оценкам Research Techart, в 2009 г. объем российского рынка композитной арматуры в натуральном выражении вырос на 2,2% относительно аналогичного показателя предыдущего года. В 2010 г. на фоне укрепления мировой экономики и роста платежеспособного спроса потребителей, ориентированных на наиболее эффективные и экономичные решения, годовой прирост российского рынка композитной арматуры составил 6,4%. В 2011 г. рынок вырос на 4% по сравнению с 2010 г., в 2012 г. рост продолжился и составил 5,8%. По предварительным оценкам, в 2013 г. темпы роста продаж составили примерно 9%.
Однако указанный рост оказывается недостаточным, и российский рынок стеклопластиковой и базальтопластиковой строительной арматуры остается маломасштабным по сравнению с рынками ведущих западных стран. В США и Японии примерно 20% рынка арматуры приходится на композитные материалы, а в России соответствующая доля равна только 2,5%. Кроме того, тогда как в США потребляется до 40% всей производимой в мире композитной арматуры, в азиатском регионе – 24%, в Европе – 29%, в том числе в Германии и Австрии – по 8%, Италии – 5%, соответствующий показатель в России составляет лишь 1,4%. Перспективный рост российского рынка указанных товаров, по мнению экспертов, может быть обусловлен в основном ценовым преимуществом стеклопластиковой арматуры, которая примерно на треть дешевле металлической. Серьезным конкурентом российских производителей является также Китай, рынок композитов которого в настоящее время характеризуется бурным ростом, даже появились сообщения о завоевании им статуса мирового лидера в рассматриваемой сфере. Кроме того, в качестве перспективных аналитики рассматривают рынки Африки и арабских стран, которые в ближайшие годы, вероятно, займут существенные доли мирового рынка. В этих регионах наблюдаются высокие темпы расширения строительства, однако в настоящее время здесь отсутствует необходимая нормативная база, что тормозит развитие данных рынков.
До 2013 г. спрос на композитную арматуру в России полностью обеспечивался национальным производством. Только в 2013 г. в России был впервые осуществлен импорт некоторого объема стеклопластиковой арматуры. Тем не менее, российские производители композитной полимерной арматуры остаются практически вне конкуренции на внутреннем рынке, поскольку зарубежные компании пока не рассматривают российский рынок композиционных материалов в качестве перспективного из-за его малой емкости.
В целом на продукцию, предназначенную для строительного комплекса, приходится около 30% глобального производства полимерных композиционных материалов (около 4 млн. т). Растущий интерес строительной индустрии к композитам обусловлен наличием у них совокупности целого ряда характеристик, определяющих преимущество их использования по сравнению с традиционными материалами. Полимерная композитная арматура зачастую может быть успешной альтернативой металлу и благодаря свойствам во многих случаях может стать более предпочтительной, поскольку композиты легче и прочнее металла, химически стойки, магнитонезависимы, радиопрозрачны, экологичны, устойчивы к воздействию низких температур, обладают диэлектрическими свойствами и высокими показателями упругости, низкой теплопроводностью, не подвержены коррозии.
Использование композитной арматуры повышает надежность и долговечность строительных конструкций даже при их эксплуатации в условиях агрессивной среды, свойственной многим промышленным и сельскохозяйственным производствам, а также различным географическим регионам. Сроки службы таких конструкций в 2-3 раза превышают соответствующие показатели для аналогичных строений, сооруженных с применением металлической арматуры. Кроме того, благодаря низкой теплопроводности полимерных композиционных материалов их использование позволяет обеспечить современные требования к энергоэффективности строений, исключая возникновение “мостиков холода” в армированных ею бетонных конструкциях, что отвечает требованиям энергосбережения, предъявляемым к современному строительству. Это особенно важно для северных регионов. Применение композитов в строительном комплексе приводит к существенной экономии как за счет их низкой стоимости по сравнению со стальными аналогами, так и за счет их долговечности (минимальный заявленный срок службы – 100 лет), исключающей необходимость проведения ремонтных работ в течение длительного времени.
В связи с этим в России в целом, а также в масштабе отдельных регионов применение композитной арматуры является важной составляющей политики, направленной на внедрение энергосберегающих технологий и повышение рентабельности проводимых работ.
Хотя композиты относятся к разряду инновационных материалов, они производятся и используются уже в течение длительного времени. Разработка композитной арматуры началась после Второй мировой войны, однако только в 1960-е гг. она стала рассматриваться как материал, подходящий для армирования бетона в строительстве. Стеклопластиковая арматура была разработана в качестве альтернативы металлической в основном для районов с влажным морским климатом, а также для северных регионов, в которых наиболее важно обеспечить коррозионную стойкость и энергоэффективность строительных конструкций. Кроме того, композиты стали использоваться для обеспечения антимагнитных и диэлектрических свойств некоторых сооружений.
На начальном этапе развития отрасли композиционные материалы характеризовались высокой стоимостью. Стеклопластиковая композитная арматура была вдвое дороже стальной; тем не менее, ее применение было рентабельным благодаря увеличению втрое срока эксплуатации возводимых сооружений. По оценке западных экспертов, на арматуру приходится лишь 4-6% общей стоимости строительства, но в случае ее коррозии необходимо полностью перестраивать объект.
Впоследствии благодаря развитию производства стекловолокна и химических технологий цены на стеклопластиковую арматуру значительно снизились. На сегодняшний день применение композитов позволяет на этапе строительства экономить до 30% затрат на арматуру, в связи с чем композитная полимерная арматура стала весьма востребованной в строительстве коттеджей, складов и торговых центров. Кроме того, благодаря совокупности уникальных свойств стеклопластиковая арматура уже более полувека находит применение в строительстве мостов, дорог, химических производств, портовых сооружений, линий электропередачи, электроподстанций, тоннелей метрополитенов, предприятий по производству минеральных удобрений, комбинатов пищевой промышленности, молокозаводов, животноводческих ферм и целого ряда других объектов, на которых необходимо учитывать присутствие агрессивных сред или высокой электрической опасности.
В СССР научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по разработке и применению композитной арматуры начались в 1950-е гг. В 1963 г. в Полоцке был введен в эксплуатацию цех по опытно-промышленному производству стеклопластиковой арматуры, а в 1976 г. в НИИЖБ и ИСиА были разработаны “Рекомендации по расчету конструкций со стеклопластиковой арматурой”. Таким образом, российская научно-техническая база для изготовления композитной арматуры была создана еще в советский период.
В 1960-е гг. в СССР были разработаны и изготовлены экспериментальные образцы электроизолирующих траверс опор ЛЭП, которые были установлены на опытных участках линий электропередачи в РСФСР, Беларуси и Аджарии. В рассматриваемый период композиты были применены при строительстве ряда промышленных предприятий и складов минеральных удобрений. Однако в то время массового заводского производства стеклопластиковой арматуры организовать не удалось.
В 1970-е гг. неметаллическая арматура использовалась в конструкциях из легких бетонов, в фундаментах, сваях, электролизных ваннах, балках и ригелях эстакад, опорных конструкциях конденсаторных батарей и других сооружениях. В частности, в районе Ставрополя в 1972 г. был построен опытный участок ЛЭП-35 кВ с электроизолирующими стеклопластбетонными траверсами, в 1975 г. в Гродно и Солигорске были сданы в эксплуатацию два подобных опытных участка ЛЭП-10 кВ, а в 1979 г. в районе Батуми введены в строй два опытных участка опор ЛЭП на 0,4 и 10 кВт с траверсами из бетонополимера, армированного стеклопластиковой арматурой. Композитные материалы были использованы в производстве оборудования для Усть-Каменогорского комбината цветной металлургии.
Первый в мире деревянный мост с балками, армированными предварительно напряженными пучками из стеклопластиковых стержней, был построен в 1975 г. по проекту Хабаровского политехнического института. Второй мост в СССР, сооруженный с использованием стеклопластиковой арматуры, был построен в 1981 г. через р. Шкотовка в Приморском крае, а в 1989 г. по данной технологии был сооружен мост через р. Хинган в Хабаровском крае. Имеется также опыт использования композитных сеток при сооружении дорожного полотна, например, в Перми. Кроме того, композитная арматура применялась при проведении реставрации храмов, кремлей и прочих древних сооружений, в частности, в Архангельске.
За рубежом в 1970-1990-е гг. также осуществлялось производство композиционных материалов, которые использовались в строительстве различных объектов. Изначально исследование и разработку арматуры из стеклопластика в США вела корпорация Marshall-Vega Inc., которая вместе с International Grating действовала на рынке до 1980-х гг. В конце 1970-х гг. на североамериканский рынок неметаллической композитной арматуры вышла корпорация International Grating Inc.. В США в 1970-е гг. отмечалось быстрое старение мостов в результате коррозии стальных конструкций и эпоксидных покрытий, в связи с чем повысился интерес к композитной полимерной арматуре как альтернативе металлической. Использование композитной полимерной арматуры при сооружении покрытия автострад до конца 1970-х гг. не считалось эффективным ввиду высоких затрат.
С 1980-х гг. в США существенно повысился спрос на композиционные материалы для строительства волноломов, портовых сооружений, оснований реакторов, электроподстанций, взлетно-посадочных полос, лабораторий электроники и мостовых настилов. В целом за рубежом в этот период началось широкомасштабное внедрение композитной арматуры в строительство для армирования бетонных конструкций, в первую очередь при сооружении мостов и дорог.
Как отмечается в материалах Института бетона США, композитная полимерная арматура в XX столетии широко использовалась в строительстве больничных палат для магниторезонансной томографии. В частности, она применялась в клинике Майо в Рочестере (шт. Миннесота) и в Национальном институте здравоохранения в Бетесде (шт. Мэриленд). Кроме того, в число крупнейших проектов тогда входили строительство моста в округе Поттер (шт. Техас) и настила моста в Беттендорфе (шт. Айова).
В Канаде внедрение композитной полимерной арматуры в строительство произошло позднее, чем в США. В стране была осуществлена серия демонстрационных проектов по сооружению автодорожных мостов с использованием композитной полимерной арматуры. В их число, по данным Института бетона США, входили Headingley в пров. Манитоба, мост на Kent County Road N10, мост Joffre Bridge через реку Сен-Франсуа в Шербруке (пров. Квебек). В 1997 г. стержни из стеклопластика использовали при устройстве настила моста Crowchild в районе Калгари (пров. Альберта). Канада является мировым лидером в использовании композитной полимерной арматуры для устройства мостовых настилов. Стеклопластиковая арматура использовалась также при постройке винного завода в канадской провинции Британская Колумбия в 1998 г.
Композиты были использованы при постройке множества крупнейших метрополитенов мира, в том числе в Америке, Азии (в частности, в Бангкоке, Гонконге и Нью-Дели) и Европе (например, в Лондоне и Берлине).
Вплоть до середины 1990-х гг. наиболее широко композитная полимерная арматура использовалась в Японии; уже тогда в стране насчитывалось более 100 коммерческих проектов с ее применением.
В Европе применение неметаллической композитной арматуры началось в Германии с постройкой в 1986 г. автодорожного моста из предварительно напряженного композита, после чего в регионе начали осуществляться программы исследования и использования композитной полимерной арматуры.
В XXI в. композиционные материалы стали все активнее использоваться в строительстве различных сооружений в Америке, Европе, на Ближнем Востоке и в Северо-Восточной Азии. Расширилось применение данной продукции и в России. С 2001 г. по 2007 г. мировое потребление композитов в строительстве выросло в 5 раз: с $300 млн. до $1,5 млрд. ежегодно. Глобальный финансовый кризис сказался в первую очередь на строительном секторе, вызвав резкий спад на рынке композиционных строительных материалов, который, тем не менее, был не столь значительным, как на рынке металлической арматуры, поскольку использование стеклопластиковой арматуры позволяло строителям снижать издержки производства, давая возможность удержаться на рынке. В 2011 г. наблюдался постепенный рост рынка композитных строительных материалов, в результате которого был превышен его докризисный уровень.
В последние полтора десятилетия композиты поменяли статус, превратившись из экспериментального материала в эффективную альтернативу традиционных материалов во многих секторах строительной отрасли. Этому во многом способствовало то, что такие организации, как Институт бетона США и Японское сообщество гражданских инженеров, разработали спецификации и стандарты производства и тестирования композитов, многие из которых уже широко используются в строительстве.
Крупнейшими в мире производителями композитной арматуры в настоящее время являются образованная в 1984 г. компания Hughes Brothers, Inc. (США, шт. Небраска) и созданная в 1987 г. Pultrall, Inc. (Канада, пров. Квебек). В Европе ведущим производителем профиля из стеклопластика, в том числе для строительства, с 1985 г. выступает группа FiReP Group, имеющая представительства в Швейцарии, Германии, КНР и Канаде.
В число наиболее известных зарубежных компаний-производителей композитной стеклопластиковой и базальтопластиковой арматуры, помимо вышеназванных, входят: Marshall Vega Corp. (США, шт. Арканзас), выпуск продукции с 1974 г.; TillCo (США, шт. Арканзас), выпуск с 1996 г.; Sudaglass Fiber Technology, Inc., (США, шт. Техас); Haining Anjie Composite Material Co Ltd. (КНР), выпуск с 2004 г.; MagmaTech (Великобритания, Лондон), выпуск с 2008 г.; “Технобазальт-Инвест” (Украина, Хмельницкая обл.), выпуск с 2009 г.; Huainan Jinde (КНР), основана в 1998 г.; Schock Bautaile GmbH (Германия, Баден-Баден), основана в 1962 г. (выпускает неметаллическую композитную арматуру Schock ComBar), имеет в России (Москва) дочернюю компанию ООО “Шекк”, образованную в 2011 г.
КНР недавно стала крупнейшим в мире потребителем композитной арматуры. Одним из крупнейших производителей композитной арматуры в КНР является компания Huainan Jinde. В число объектов, сооруженных с использованием стеклопластиковой арматуры в стране, входят, в частности, шоссе между городами Шицзячжуань и Тайюань; междугородняя линия метро Гуанчжоу – Фощань; тоннель Fuxing; железнодорожные станции в Шанхае; заводское оборудование для электролиза.
В Швейцарии в 2009-2010 гг. при устройстве покрытия взлетно-посадочной полосы аэропорта в Цюрихе стеклопластиковая арматура применялась для исключения возможности возникновения электромагнитных наводок. Композиты использовались в 2010 г. при строительстве дорожного полотна под трамвайные пути площадью 7800 кв. м и трамвайного депо в Австрии, в Линце. В Великобритании, в Лондоне в 2003 г. прокладка железнодорожного тоннеля под р. Темза осуществлялась с применением композитной арматуры.
На севере Ирландии, в графстве Фермана, проект постройки Томпсонского моста был разработан специально для демонстрации эффективности использования композитной арматуры Rockbar российской компании “Гален”. Строительная арматура Rockbar “сжимающего действия” использовалась для армирования мостового настила (плит), в который были вмонтированы оптические сенсоры для отслеживания поведения композитной арматуры внутри бетонных плит. Испытания показали, что полимерная стеклопластиковая арматура Rockbar обладает повышенными рабочими показателями по сравнению со стальными армированными плитами. Армированные данной композитной арматурой плиты соответствуют требованиям разных нормативных документов, в частности, канадских стандартов.
В Польше при реконструкции мультимедийных фонтанов в Парке фонтанов в Варшаве арматура Rockbar использовалась для замены стальной арматуры. Композитная строительная арматура позволяет увеличить сроки эксплуатации, что снижает расходы на обслуживание фонтанов. Кроме того, композитная арматура Rockbar более эстетична, так как не подвержена коррозии.
Композитную полимерную арматуру Schock ComBar, а также композиционные теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы марки Schock Isocorb выпускает международная группа компаний Schock Bautaile GmbH, предлагающая инновационные инженерные решения в сфере строительства. Стеклопластиковая арматура Schock ComBar сертифицирована на международном уровне.
С использованием композиционных материалов Schock Isocorb осуществлен целый ряд проектов. В частности, в их число входят: расположенные в разных городах Германии жилые многоэтажные и малоэтажные дома, виллы, бассейн, офисные здания, деловой центр Обернойленд и автомобильный салон Mercedes-Benz; в Польше – жилой парк Trzy Zagce со зданиями до 18 этажей в Гданьске; в Австрии – жилой комплекс “Броненосец” в Вене и Green-Village в Айзенштадте; в Великобритании жилой и деловой комплекс Albion Riverside в Лондоне; в Швейцарии деревянный дом Laischen в Бенингене.
В России, где массовое производство композитной полимерной арматуры началось только с 2008 г., имеется значительно более ограниченный опыт ее использования, чем в западных странах. Однако в РФ выпуск данной продукции и число реализованных строительных проектов, осуществленных с ее применением, постоянно растет. Наиболее развитыми в этом отношении регионами РФ, обладающими большим числом предприятий по производству композитной арматуры, являются Московская область, Екатеринбург и Пермский край. В качестве ведущих предприятий в России выступают, в частности, Бийский завод стеклопластиков и Чебоксарский завод базальтовых технологий. Наблюдается стремительное развитие рынка композиционных материалов в Республике Татарстан. Предприятие по производству композитной арматуры на основе стеклопластика в Республике Башкортостан было открыто компанией “СпецАрматура-Уфа”, которая к настоящему времени освоила технологию производства материалов, востребованных фирмами, специализирующимися на малоэтажном строительстве.
В число наиболее известных компаний-производителей композитной стеклопластиковой и базальтопластиковой арматуры в России входят, в частности, Бийский завод стеклопластиков (Бийск), выпуск продукции с 1998 г.; ООО “Гален” (Чебоксары), выпуск с 2007 г.; НПК “Армастек” (Пермь), выпуск с 2008 г.; КНПО “Уральская армирующая компания” (Пермь), выпуск с 2008 г.; ООО “Московский завод композитных материалов”; группа Alien Technologies (в лице компаний “Балтик Пласт” и “Пласт-Композит”), Санкт-Петербург, выпуск с 2009 г.; “Арпластик” (Ижевск, филиал в Санкт-Петербурге), выпуск с 2011 г.; ООО “НТФ УралСпецАрматура” (Пермь) и ООО “НТФ УралСпецАрматура – Екатеринбург”; ООО “Шекк” (Москва),
образованная в 2011 г. дочерняя фирма компании Schock Bauteile GmbH (Германия), выпускает неметаллическую композитную арматуру Schock ComBar, а также теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы Schock Isocorb.
Примерами объектов, сооруженных в России с использованием композитов, являются, в частности, проекты, реализованные с применением материалов марки Schock Isocorb, выпущенных ООО “Шекк”. К таким объектам относятся, в частности, расположенные в Москве 22-этажный жилой дом “Изумруд”, жилой комплекс “Сытинский” из 6-8-этажных зданий, башня “Меркурий Сити” – небоскреб в комплексе “Москва-Сити”, торгово-развлекательный центр “Калейдоскоп” и находящийся в Московской области гольфклуб “Пестово” с комплексом апартаментов, представляющим собой пятиуровневое сооружение.
Другим примером использования композитов может служить строительство проходящей через территорию Татарстана автомобильной магистрали из Европы в западный Китай, на тестовом участке которой в Чебоксарах была применена композитная строительная арматура Rockbar компании ООО “Гален”. Испытательная эксплуатация тестового участка дороги продолжалась более года, после чего было принято решение об использовании стеклопластиковой арматуры Rockbar в дорожных покрытиях на всей территории Чувашской Республики и Республики Татарстан.
В начале деятельности компания “Гален” выпускала разработанный ею продукт – базальтопластиковые гибкие связи. В настоящее время компания выступает в качестве одного из основных российских производителей гибких связей, фасадных дюбелей и композитной арматуры, ее новыми продуктами являются композитная сетка Rockmesh, композитные опоры освещения и изолирующий профиль. ООО “Гален” является разработчиком и пионером внедрения базальтопластиковых технологий в России, Западной и Восточной Европе.
С использованием продукции компании “Гален” построены миллионы квадратных метров площадей, на нее приходится 50% рынка композитных связей РФ и 25% российского экспорта указанной продукции. В число объектов на территории РФ, построенных в 2010-2012 гг. с применением продукции компании “Гален”, входят опоры “Гален” в Республике Татарстан и в Белгородской области на трассе М1 “Беларусь”, дороги в Калужской области, дорожные плиты в Чувашии, берегоукрепления в Краснодарском крае, ленточный фундамент двухэтажных зданий, армированный стеклопластиковой наноструктурированной арматурой в военном городке, жилой комплекс в Крымске Краснодарского края.
Одним из ведущих производителей композитной полимерной арматуры в России является также компания ООО “Бийский завод cтеклопластиков” (БЗС), основанная в 1991 г. В 1998 г. компания впервые в РФ сконструировала и ввела в эксплуатацию линию по непрерывному изготовлению стеклопластиковой строительной арматуры и строительного дюбеля. В 2005 г. компания разработала технологию намотки стеклопластиковых стержней периодического профиля для использования в качестве армирующих элементов. На базе данной технологии было организовано производство стеклопластиковой стяжки для фиксации опалубки при отливе бетонных конструкций. В середине 2008 г. было введено в эксплуатацию предприятие по производству стеклопластиковых труб сложной геометрии.
В число объектов на территории России, выполненных с применением фасадных дюбелей “Бийск”, входят следующие сооружения: жилые комплексы в Челябинске, Екатеринбурге, Томске, Красноярске; жилой массив и филармония в Белгороде; жилые здания в Челябинске, Екатеринбурге, Красноярске, Санкт-Петербурге; ТЦ “Эдельвейс”, ТЦ “Снегири”, Ледовый дворец и здание пенсионного фонда в Оренбурге, а также небоскреб “Зажигалка” в Астане (Казахстан). С применением гибкой связи ООО “БЗС” сооружены жилые здания в Ижевске, Екатеринбурге, Томске, Красноярске и Хабаровске. Примером объекта, выполненного с использованием кровельного крепежа ООО “БЗС”, служит торговый центр Castorama в Челябинске.
Производитель композитной полимерной арматуры – базирующаяся в Туле компания ООО “Армастек” – находится на рынке около 6 лет. Первоначально ее продукция использовалась в строительстве коттеджных поселков в Московской области (“Миллениум Парк на Новой Риге”). На сегодняшний день “Армастек” обладает уникальной технологией производства скрученной в бухты продукции при сохранении ее качества и является официальным производителем данного материала. Только ее продукция используется в сооружениях первого класса ответственности, социальном строительстве, а также присутствует в торговой сети “Леруа Мерлен”. В 2013 г. только “Армастек” в три раза расширила производственные мощности. Компания имеет на территории России три производства, объединенные в единую сеть с логистическим складом и офисом в Москве.
В число объектов, построенных с использованием продукции ООО “Армастек”, входят пирс в Перми, очистные сооружения в Кубинке и Калужской области, торговые центры в Туле и Тульской области, площадка для большегрузной техники в Липецке, автосалон Ford в Костроме, свиноферма в Вологодской области, административное здание в Ростове, насосная станция в микрорайоне “ЭкоВидное”, многоквартирные дома в Клину, жилые здания в Перми, Рязани, Красноярском крае и Московской области.
По мнению ряда источников, крупным российским производителем композитной стеклопластиковой арматуры является компания “УралСпецАрматура”, осуществляющая на территории РФ и других стран СНГ производство и продажу продукции, отвечающей высоким техническим стандартам, разработанным ведущим российским НИИ, занимающимся проблемами бетона и железобетона, – НИИЖБ им. А. А. Гвоздева (Москва). Официальным дистрибьютором компании в Северо-Западном регионе России выступает ООО “СК”. По данным на 2012 г., в число объектов, сооруженных в Санкт-Петербурге с использованием продукции “УралСпецАрматура”, входят, в частности, построенный по новой технологии впервые в России высотный жилой дом, малоэтажный жилой дом, промышленное здание, гидротехнические сооружения, подземные сооружения, паркинг, сейсмический модуль, крановые пути, ленточный фундамент. В Пермском крае и в Новороссийске с применением продукции компании было осуществлено берегоукрепление, в Перми – проведено дорожное строительство, в Казани – сооружено покрытие аэропорта, во Владивостоке и Чите – построены перекрытия, во Владивостоке и Перми – фундаменты. ООО “СК” поставляло также производимую компанией “УралСпецАрматура” базальтовую сетку для строительства здания в Санкт-Петербурге.
Масштабы и разнообразие работ по гидроизоляции, герметизации, дренажу, водоотведению, защите и усилению строительных конструкций с применением композитных полимерных материалов и технологий можно продемонстрировать на примере только одного региона – Республики Мордовия с Саранском и только одного поставщика композитов – торгово-строительной компании “ГидроСар”. Указанные работы были выполнены на более чем 70 объектах, в числе которых плотины, ГЭС, метро, объекты водоснабжения и канализации, элементы электростанций и объектов ТЭЦ, пруды, водохранилища и бассейны, различные заводские и административные здания, животноводческие комплексы, театры, отели, культурные и спортивные центры.
Использование углепластиковой композиционной арматуры в строительстве пока довольно ограничено. Тем не менее, имеются примеры сооружения объектов с использованием технологий, на которые отсутствует СНиП. На трассе Москва – Смоленск впервые в мире методом вакуумной инфузии построен пешеходный мост, усилены мосты в Башкортостане. Однако применение технологии усиления бетонных конструкций углепластиком пока тормозится вследствие задержки принятия необходимых нормативных документов. Принятие Свода правил, ожидавшееся еще в 2013 г., регулярно откладывалось из-за неоднократного переподчинения строительной отрасли. Тем не менее, в стране уже более тысячи строительных объектов усилены по новой технологии. В частности, в 2013 г. с применением системы внешнего армирования на основе углеродных лент FibArm были усилены своды первого корпуса Кремля. В случае принятия Свода правил, касающихся применения углепластика в строительстве, появится возможность ускорить и удешевить реконструкцию ветхих домов и других строений. В России углепластиковую композитную арматуру производит, в частности, холдинговая компания “Композит”.
Крупный проект производства углеродного волокна в Татарстане планировалось реализовать в конце 2012 г., однако он до сих пор не осуществлен, и его дальнейшая судьба не ясна, хотя ввод в эксплуатацию данного предприятия мог бы радикально изменить ситуацию в соответствующем сегменте рынка.
Постановлением правительства РФ от 15 апреля 2014 г. была утверждена Государственная программа Российской Федерации “Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности”, которая содержит 21 подпрограмму, в том числе подпрограмму 14 – “Развитие производства композиционных материалов (композитов) и изделий из них” до 2020 г. Ответственным исполнителем программы является Министерство промышленности и торговли РФ. Как указано в программе, ее целью является создание в России конкурентоспособной промышленности, отвечающей современным требованиям и интегрированной в мировую технологическую среду, что позволит эффективно решить задачи обеспечения экономического развития и обороноспособности страны.
Ожидаемыми результатами реализации программы для отраслей, ориентированных на создание новых видов инновационной продукции (в том числе композитов), как указано в тексте данного документа, будут: создание полноценной инфраструктуры, включая пилотные, опытно-промышленные, промышленные предприятия, инжиниринговые компании и центры отработки технологий применения инновационных продуктов и технологий; обеспечение локализации в РФ инновационных производств и исследовательских центров ведущих международных технологических корпораций; формирование эффективной системы поддержки спроса; создание новых высококвалифицированных рабочих мест.
Цель подпрограммы 14 заключается в создании к 2020 г. базы для формирования и развития современной отрасли промышленности, обеспечивающей глобальную конкурентоспособность, инновационное развитие и рост экспортного потенциала композитной отрасли как одного из ключевых секторов российской экономики. Как указано в подпрограмме 14, ее задачами являются: создание современной нормативной правовой и нормативной технической базы, регламентирующей разработку, производство и широкое применение композиционных материалов (композитов), конструкций и изделий из них в ключевых секторах экономики; разработка и реализация пилотных инновационных проектов на основе первоочередных отраслевых проблемно-ориентированных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также формирование национальной базы интеллектуальной собственности в области производства современных композитов и изделий из них гражданского назначения; разработка и реализация мер по стимулированию спроса на инновационную продукцию композитной отрасли; формирование системы мер экономического стимулирования, обеспечивающих опережающие темпы развития композитной отрасли, а также мер государственного регулирования, направленных на локализацию иностранных высокотехнологичных производств; создание национальной научно-инновационной сети с развитой инфраструктурой исследований и разработок и эффективной системой коммерциализации объектов интеллектуальной собственности в области композитных материалов.
Подпрограмма 14 рассчитана на 2013-2020 гг., первый этап ее реализации – 2013-2016 гг., второй этап – 2017-2020 гг. Объем финансирования подпрограммы 14 за счет федерального бюджета на 2013-2016 гг. составляет 5,46 млрд. руб., в том числе на 2013 г. – 1 млрд., на 2014 г. – 1,34 млрд., на 2015 г. – 1,49 млрд., на 2016 г. – 1,64 тыс.
Как указано в подпрограмме 14, ожидаемые результаты ее реализации таковы: объем внутреннего производства продукции композитной отрасли к 2020 г. составит 120 млрд. руб. (против 12 млрд. руб. и 20 тыс. т в 2012 г. при соответствующих мировых объемах в 70 млрд. евро и 12 млн. т); объем потребления продукции композитной отрасли на душу населения к 2020 г. составит не менее 1,5 кг; количество разработанных технологий мирового уровня, прошедших опытную отработку и готовых к коммерциализации или переданных в производство, к 2020 г. составит не менее 198 ед. (накопленным итогом); число полученных патентов, ноу-хау и других правоохранных документов, удостоверяющих новизну технологических решений, к 2020 г. составит не менее 183 ед. (накопленным итогом); объем реализации инновационной продукции, созданной с использованием результатов пилотных инновационных проектов на основе первоочередных отраслевых проблемно-ориентированных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, к 2020 г. суммарно (нарастающим итогом по годам) составит не менее 36877 млн. руб.; доля экспорта композитов, конструкций и изделий из них к 2020 г. составит не менее 10% от общего объема их производства в Российской Федерации; количество разработанных нормативных документов, регламентирующих разработку, производство и применение композиционных материалов (композитов) и изделий из них в ключевых секторах экономики, к 2020 г. составит не менее 533 ед.; число отраслевых программ внедрения композитов в сфере транспортной инфраструктуры, строительства, энергетики и в других ключевых секторах экономики, обеспечивающих повышение эффективности и конкурентоспособности соответствующих секторов экономики, к 2020 г. составит не менее 8 ед.; количество региональных программ внедрения композиционных материалов в сфере транспортной инфраструктуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства к 2020 г. составит не менее 20 ед.
Таким образом, перед композитной отраслью стоит весьма сложная задача: за короткий период достичь предусмотренного подпрограммой 14 состояния, начиная с текущего низкого уровня. Однако, как было отмечено при подведении итогов круглого стола “Проектирование российского рынка композиционных материалов (контуры дорожной карты)”, существование и развитие рынка композиционных материалов – это не столько вопрос их производства, сколько вопрос использования новых материалов в процессе изготовления современных продуктов на их основе. В связи с этим необходимо стимулирование основных потребителей композитов к повышению спроса на данную продукцию. Однако пока спрос на композитные материалы в России стимулируется в основном административными методами: от госпредприятий и субъектов федерации требуют отчета по внедрению композитов, но на их массовое использование это не оказывает существенного влияния. В настоящее время в России объем потребления полимерных композитов, конструкций и изделий из них, по разным экспертным оценкам, составляет лишь 0,5-2% соответствующего мирового показателя, т. е. находится фактически в рамках статистической погрешности.
В подпрограмме 14 определены приоритетные сферы экономики, в которых предполагается повысить потребление композиционных материалов. В их число входят следующие отрасли.
Авиакосмическая промышленность, в которой масштабное внедрение композитных технологий должно обеспечить разработку новых видов авиационной и ракетно-космической техники с характеристиками, соответствующими мировым требованиям. В настоящее время потребление полимерных композиционных материалов в указанной отрасли соответствует примерно 18% мирового объема продаж.
Строительная индустрия входит в число лидеров по применению полимерных композиционных материалов – на нее приходится до 30% мирового потребления композитов, чему способствует расширение строительства высотных зданий, сейсмоустойчивых сооружений, мостов, подземных сооружений, легких опорных конструкций, химически стойких очистных сооружений с длительным межремонтным сроком эксплуатации, а также развитие ремонтных технологий, в частности, направленных на усиление строительных конструкций, восстановление несущей способности зданий и сооружений.
Судостроение, на которое в перспективе будет приходиться, по прогнозу, 7-10% суммарного потребления конструкций из полимерных композиционных материалов, уникальные свойства которых позволят в данной отрасли, как и в авиационном секторе, увеличить объемы использования композитов до 50-80% от массы изделий.
Общее, химическое и специальное машиностроение, перед различными сегментами которого благодаря использованию композитов откроются новые возможности. Кроме того, развитие рынка полимерных композиционных материалов будет стимулировать создание оборудования для изготовления и обработки изделий из композитов.
Атомная промышленность и топливно-энергетический комплекс, развитие которых, в частности, в секторе альтернативных видов энергетики, непосредственно зависит от применения полимерных композиционных материалов в конструкциях энергетических установок. Кроме того, композиты все шире применяются при изготовлении нефте- и газоперекачивающих систем и прочего оборудования для данной сферы.
Нефтехимический комплекс, производственные мощности которого по выпуску существующих и вновь создаваемых химических продуктов расширятся благодаря использованию композитов.
Автомобилестроение, где на фоне топливно-энергетических проблем и ужесточения экологического законодательства требуются повышение топливной эффективности автомобилей и снижение концентрации вредных веществ в выхлопных газах. Применение полимерных композиционных материалов позволит во многом решить эти проблемы благодаря снижению массы автотранспортных средств. Для производства автомобилей повышенной экономичности, работающих на альтернативных видах топлива, необходимо использование композитов. На данный сектор, по оценкам экспертов, может приходиться до 23-27% объема потребления конструкций из полимерных композиционных материалов.
Спортивная индустрия и производство товаров народного потребления; композиты уже давно внедрены в изготовление профессионального и любительского инвентаря для различных видов спорта. Развитию данного потребительского рынка будет способствовать популяризация здорового образа жизни. Развитие отрасли полимерных композиционных материалов окажет позитивное влияние и на рынок различных товаров народного потребления.
В соответствии с поручением президента РФ В. Путина приказом от 24 июля 2013 г. Министерства регионального развития РФ, в подчинении которого в тот период находилась строительная отрасль страны, была утверждена “Отраслевая программа внедрения композиционных материалов, конструкций и изделий из них в строительном комплексе Российской Федерации”. Рассчитанная на 2014-2020 гг. отраслевая программа имеет целью формирование благоприятной ситуации для широкомасштабного внедрения полимерных композитов, конструкций и изделий из них в строительную индустрию РФ. Для достижения этой цели, как отмечается, необходимо расширить производство и потребление данной продукции, а также увеличить ее госзакупки.
Как указано в отраслевой программе, в России в соответствии с общемировой практикой наибольший потенциал потребления полимерных композитов, конструкций и изделий из них находится в строительном комплексе. Но хотя в РФ выпускается весь спектр полимерной композитной продукции для строительной индустрии, объем ее потребления в данной отрасли пока эквивалентен лишь долям процента соответствующего мирового показателя и составляет примерно 6-7 тыс. т. Следует отметить, что с помощью выделенной в рамках подпрограммы 14 суммы в 4 млрд. руб. для субсидирования производства новых материалов и продуктов можно стимулировать производителей, но не потребителей.
В отраслевой программе утверждается, что ограниченное использование композитов в российском строительном секторе вызвано тем, что специалисты строительного комплекса не обладают должной информацией о возможностях и характеристиках полимерных композитов, в том числе об уже реализованных проектах, а также не имеют в полном объеме нормативно-технических документов, регламентирующих требования к производству полимерных композитов и их использованию в строительстве. В результате тормозится не только внедрение новейших технических решений с применением полимерных композиционных материалов, но и использование технических решений, уже примененных ранее и имеющих подтверждение технической и экономической эффективности, надежности и безопасности.
Особенно это касается сферы жилищно-коммунального хозяйства, где применение подобных решений способно обеспечить существенную экономию бюджетных средств и вложений частных инвесторов. В отраслевой программе приведен следующий краткий перечень наиболее широко используемых в мире композиционных материалов: конструкции мостовых сооружений; мобильные дорожные покрытия; арматура и арматурные сетки; опоры освещения; ограждающие конструкции жилых и общественных зданий; трубопроводы и емкости; профили для изготовления строительных конструкций; профили для изготовления стеклопакетов.
Кроме того, сформирован Единый федеральный каталог полимерных композитов, конструкций и изделий из них, пригодных для применения и рекомендуемых к использованию на территории РФ при возведении, ремонте и реконструкции объектов капитального строительства за счет средств федерального, региональных и муниципальных бюджетов. Наличие Единого федерального каталога, как отмечается в отраслевой программе, должно способствовать, в частности, расширению внедрения современных и эффективных композитов, конструкций и изделий из них в строительном комплексе России.
Предполагалось, что до 1 марта 2014 г. будет также сформирован подлежащий ежегодной актуализации Единый федеральный банк данных типовых проектов с применением апробированных полимерных композитов, конструкций и изделий, рекомендуемых к использованию на территории РФ при возведении, ремонте и реконструкции объектов капитального строительства за счет средств государственно-частного партнерства.
Важным условием успешного развития российской композитной отрасли и внедрения полимерных композиционных материалов в строительном комплексе является разработка и принятие необходимых нормативных документов. Однако этот процесс тормозится во многом вследствие административных причин, в значительной степени связанных с неоднократным переподчинением строительной отрасли, которая ранее управлялась Минрегионразвития, затем его структурой – Госстроем, а теперь Минстроем. Широкое применение композитов в данной отрасли осложняется тем, что Главгосэкспертиза не пропускает инновационные проекты ввиду отсутствия СНИПов, или по-новому – Сводов правил на новые технологии. При этом в отраслевой программе Минпромторга заложены средства на разработку нормативных документов, касающихся применения композиционных материалов.
Тем не менее, заметное продвижение в этой области уже произошло: с января 2014 г. в качестве национального стандарта РФ был введен в действие ГОСТ 31938-2012 “Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций”, соответствующий международному стандарту ISO 10406-1:2008. Новый российский стандарт разработан и подготовлен НИИЖБ им. А. А. Гвоздева, ОАО “НИЦ “Строительство”, ООО “Бийский завод стеклопластиков” при участии ООО “ТБМ”. Общие технические условия разработаны на композитную арматуру периодического профиля, предназначенную для армирования обычных и предварительно напряженных строительных конструкций и элементов, эксплуатирующихся в средах с различной степенью агрессивного воздействия, отвечающих требованиям огнестойкости по ГОСТ 30247 и пожарной безопасности по ГОСТ 30403. Государственный стандарт 31938-2012 утвержден в России и принят восьмью бывшими союзными республиками.
Введение нового стандарта позволит шире внедрять в строительство композитную полимерную арматуру, высокие физико-механические характеристики которой позволяют применять ее практически в любых строительных конструкциях вместо арматурной стали, получая при этом существенные технико-экономические преимущества. Указанный стандарт позволит повысить интерес к стеклопластиковой арматуре не только строителей складов, торговых центров и коттеджей, но и многоэтажных жилых домов. На состоявшейся 17 июня 2014 г. III международной конференции “Композиты и компаунды 2014”, организованной компанией Inventra, входящей в группу Creon, отмечалось, что на формирующемся российском рынке композиционных материалов основными игроками будут крупные компании, а более мелкие, вероятно, не выдержат конкуренции. Кроме того, обсуждалось возможное воздействие западных санкций в отношении России на композитную отрасль страны. Высказывались мнения, что указанные санкции могут стать стимулом для развития национального производства композиционных материалов. Вместе с тем в рамках круглого стола участники конференции констатировали, что на фоне высокой зависимости от импорта композитов вторая волна санкций уже оказала влияние на российский рынок данных материалов, причем предполагалось, что ситуация может усугубиться в случае длительного действия санкций.
На конференции сообщалось, что композиционные материалы уже широко используются в дорожном строительстве для обустройства обочин, сооружения мостов, тоннелей, объектов безопасности. Разработана и утверждена программа внедрения композиционных материалов, конструкций и изделий из них в дорожном хозяйстве на 2012-2015 гг., основной задачей которой является исследование долговечности композитов и условий их эксплуатации в конструкциях из асфальтобетона и цементобетона, а также разработка требований к композиционным материалам и конструкциям с их применением в различных сферах использования; разработка (уточнение) методов оценки свойств композитов; выполнение опытно-экспериментальной проверки новых технических решений. По завершении программы число проектов в сфере автодорожного строительства и ремонта, реализованных с применением композиционных материалов, должно возрасти в 1,5 раза, а протяженность дорог, построенных или отремонтированных с их использованием, – увеличиться на 15%.
Как отметил на конференции директор по развитию компании “Машспецстрой” А. Шаклеин, в настоящее время наиболее активно развиваются сегменты труб, емкостей и арматуры. Это обусловлено относительно небольшими затратами, требующимися для выхода на рынок. Стартовые инвестиции для сегмента “Трубы” составляют 66-200 млн. руб., “Емкости” – 48-170 млн., “Арматура” – 30-63 млн. (включая стоимость комплекта технологического оборудования, стоимость проектирования строительства, сертификации, а также оборотный капитал).
Как сообщалось на конференции, Минпромторг предполагает три сценария развития российского рынка композитов до 2020 г. – инерционный, базовый и целевой. В целевом сценарии, оцениваемом в 223 млрд. руб., второе место с долей в 18% отводится стройиндустрии. При этом отмечается, что даже по базовому сценарию производственные мощности необходимо увеличить в 4 раза, а целевой сценарий потребует их рост в 12 раз. В связи с этим базой для запланированного расширения рынка композитов явится создание новых среднемасштабных и крупных производств. (Е. Ефанова, БИКИ/Строительство в Украине и мире)