Новшества весьма разнообразны, но собранные вместе, они образуют новую концепцию строительства и впервые на долгие годы затрагивают его основной элемент – несущие конструкции, обеспечивающие безопасность, надежность и долговечность зданий и сооружений и существенно отличающиеся от наших представлений о предельных возможностях традиционных решений.

Под руководством и при непосредственном участии членов Академии, советников Академии в ряде ведущих институтов, в том числе институтов РААСН, РАН, ГНЦ «Строительство», ГНЦ «ВОДГЕО», разработаны высокоэффективные конструкции, материалы и технологии.

1. Конструкционные материалы.

1.1. Бетонный композит. Этот материал, точнее гамма материалов внешне похожих на прежний бетон и состоящих из 7–10 компонентов, у которых очень широкий диапазон свойств, целенаправленно выбираемых, исходя из требований к зданию и из удобства производства работ.

1.1.1. Монолитный поробетон. Пористые материалы на основе цементного вяжущего известны давно. Большие успехи достигнуты научными школами Пензы, Белгорода, Москвы.

Блоки из пенобетона, поробетон и т.п. широко и успешно применяются в малоэтажном строительстве. Сейчас появились легкие блоки из полистиролбетона и соответствующая система знаний, разработанная в ВНИИ железобетона.

Наиболее продвинутой является технология «поробетон», созданная в НИИЖБ. Спецификой технологии является использование монолитного поробетона на строительной площадке, при этом конструкции сразу после завершения процесса твердения становятся эксплуатационно-допустимыми, т.е. впервые для этой технологии исключена операция сушки. Здания строятся по каркасной схеме, возводятся колонны и ригели из стали или обычного железобетона, в том числе с преднапряжением. Поробетон с объемной массой 200 кг/м  используется в качестве долговечного минерального экологически чистого утеплителя для наружных стен, с массой 500 кг/м  – для внутренних стен, с массой 900–1100 кг/м  – для перекрытий. При этом сохраняется индустриальность строительства, поскольку бетон с различными объемными и прочностными характеристиками готовится на одном и том же технологическом оборудовании с переналадкой за 15–20 минут и подается насосами в опалубку, как при обычном монолитном домостроении.

Главное преимущество нового материала и технологии заключаются в снижении веса здания вдвое со всеми вытекающими последствиями – снижение транспортных затрат, решение проблем прочности нижних этажей для высотного строительства или возможности увеличения высоты здания вдвое при том же каркасе, или из тех же материалов можно построить вдвое больше зданий, вдвое уменьшить давление на грунт.

1.1.2. Сверхпрочный бетон. Это другой вид бетона с прочностью на сжатие более 200 МПа или 2000 кг/см, т.е. такой же, какой обладала сталь – 3. При этом прочность на растяжение составляет не 1/14 от прочности на сжатие как для обычного бетона, а 1/2, т.е. около 1000 кг/см . При этом бетон готовится из литых удобоукладываемых смесей. Адекватных строительных конструкций еще не придумано, однако и сейчас его можно рекомендовать, для мостовых конструкций с увеличенными пролетами и др. Из подобного бетона можно делать скульптуры и другие архитектурные пластические элементы, обладающие долговечностью не менее 100 лет под открытым небом в городских условиях.

1.2. Клееная древесина. В ряде организаций достигнуты важные результаты в этой области. Например, НИИИСКе созданы отечественные клеи, существенно более дешевые, чем импортные и равнопрочные стыковые соединения, что позволяет возводить как обычные малоэтажные здания, так и здания общественного и производственного назначения с пролетом 60–80 м, спортзалы, бассейны, склады химсырья и др. При этом деревянные конструкции могут быть криволинейными, имеют огнезащиту и защиту против гниения. Эти два составляющих – клей и стык – дают новую жизнь деревянным конструкциям для лесных районов страны, где все другие материалы привозные.

2. Освоение подземного пространства городов.

Институт НИИОСП совместно с соисполнителями создал систему научного обеспечения, набор конструктивных решений и технологических приемов, обеспечивающих надежность, безопасность и экономичность строительства подземных сооружений городского назначения. На ряде объектов продемонстрированы на практике возможность безопасного устройства глубоких котлованов, и даже на берегу реки, рядом с существующими зданиями, в том числе и памятниками архитектуры, возможность устройства 1–3 этажных подвалов под частью или под всем зданием для гаражей, бассейнов и т.д. в эксплуатируемых зданиях, возможность предотвращения деформации целых улиц при строительстве заглубленных коллекторов вдоль них, возможность усиления фундаментов при надстройке этажей, возможность полной компенсации осадки, т.е. поддержание фундаментов на постоянном высоком уровне для уникальных зданий при производстве любых земляных и геотехнических работ под самим зданием, возможность нагружать монолитную конструкцию через 2–3 суток.

Указанное достигнуто благодаря развитию теории технологической механики грунтов, благодаря появлению новых методов строительства – буро-секущих свай для подпорных стен и противофильтрационных завес сложной конфигурации, свай – шурупов, ограждающих котлованы или прерывающих линии скольжения, дозированное компенсационное нагнетание и др., благодаря применению нового бетона прочностью 400–600–1000 кг/см . Набор прочности составляет 70+80% через двое суток, бетонная смесь с осадком конуса 18–20 см и не расслаивающаяся при бетонировании под воду, благодаря разработанной системе мониторинга объекта и благодаря специально разработанным регламентам производства работ. Теперь появление недопустимых осадок фундаментов существующего здания при геотехнических работах вблизи него есть не неизбежность, а брак.

Для прокладки коммуникационных коллекторов создан в Мосинжстрое уникальный проходческий щит с пригрузом забоя и пресс-бетонной обделкой. С его помощью можно строить коллекторы на глубине, превышающей существенно глубину заложения существующих коммуникаций, в любых инженерно-гидрогеологических условиях с образованием монолитных стенок, имеющих прочность 600–900 кг/см .

3. Решение проблемы достройки и ввода в эксплуатацию брошенных, не законсервированных объектов-долгостроев с возможным изменением их функциональной направленности.

Здесь институтом ЦНИИСК совместно и другими институтами и заводом, входящими в ГНЦ «Строительство», разработана методика определения состояния и прочности грунтов основания, основных элементов каркаса монолитных и сварных соединений и др., рекомендованы технические мероприятия по усилению конструкций в случае необходимости и др.

4. Сделать конкурентноспособными заводы крупнопанельного домостроения поможет смена оборудования, например, предложение – установить длинные, порядка 70 метров стенды для бетона лубочной формовки изделий с напрягаемой в двух направлениях арматурой, с исключением пропаривания бетона с экономией тепла. Эти стенды разработаны специалистами НИИЖБа, такой стенд работает в Рязани и такой стенд можно купить. Его цена в несколько раз ниже импортного, у которого вдобавок меньше технологических возможностей, т.е. отечественный стенд и лучше, и дешевле.

5. Ликвидация свалок и отстойников с органическими отходами

В Институте химической физики РАН разработана технология огневой переработки органических материалов при малом их содержании в исходной массе: порядка 15–20% или выше. Происходит возгонка органического материала с КПД-90% и получается горючий газ, а из балластного материала получается обеззараженный строительный материал, пригодный для строительства дорог. Соли тяжелых металлов могут быть связаны остеклованием. В итоге процесс переработки выделяет энергию, а не требует ее извне, вдобавок получается стройматериал, который можно продавать. Вместо затратного получился экономически доходный процесс. Он не имеет аналогов за рубежом. Подобная установка построена для финского города с населением 150 тыс. человек. Таким путем можно переработать осадки с полей фильтрации, автомобильные покрышки, отходы целлюлозно-бумажных комбинатов и многое другое.