Применение строительных композитных матриц при изготовлении фасадных плит в современном домостроении
Показана необходимость применения профессиональных строительных матриц при изготовлении фасадных плит, повышающих конкурентоспособность, привлекательность и повышение уровня продаж объектов застройки. Кратко описаны существующие виды строительных матриц, указаны их достоинства и недостатки, влияющие на изготовление фасадных плит. Приводятся факторы, влияющие на организацию и результаты работы с матрицами, получения фасадных плит высокого качества, обеспечение простоты и удобства работы с матрицами. Проведен краткий анализ существенных параметров влияющих на экономические составляющие применения матриц, приведен пример изготовлении фасадных плит на усредненный многоквартирный дом при применении именно профессионального комплекта матриц.

Созданные и постоянно совершенствующиеся строительные матрицы производства ООО «ИКМ» позволяют реализовать различные архитектурные решения при изготовлении фасадных плит, как для малоэтажного строительства с использованием инновационных технологий изготовления и обработки плит, так и для многоэтажного строительства с применением крупноформатных архитектурных элементов. Приведены практические примеры использования профессиональных матриц в фасадных плитах различного типа.
Ключевые слова: строительные композитные матрицы, фасадные панельные плиты, архитектурные решения,
крупноформатные архитектурные элементы, малоэтажное строительство, формы для бетонных плит.

Для цитирования: Гаврилов Д.Д. Применение строительных композитных матриц при изготовлении фасадных плит в современном домостроении // Строительные материалы. 2025. № 10. С. 00–00.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-840-10-00-00
Building Composite Matrices Usage in Facade Panels Manufacture in Modern Housing Construction
The necessity of professional building matrices usage in facade panels manufacture, which increase competitiveness, attractiveness and sales level of building facilities is shown. The existing types of building matrices are briefly described, their advantages and disadvantages affecting the facade panels manufacture are indicated. The factors influencing the organization and work results with matrices, obtaining high-quality facade slabs, and simplicity and convenience of work with matrices ensuring are given. A brief analysis of the essential parameters affecting the matrices usage economy is carried out, an example of the facade panels manufacture for an average apartment building using a professional set of matrices is given. The created and constantly being improved building matrices produced by «IKM» LLC allow to implement various architectural solutions in the facade slabs manufacture both for low-rise construction using innovative technologies for the slabs manufacture and processing and for multi-storey construction using large-format architectural elements. Practical examples of the professional matrices usage in facade slabs of various types are given.
Keywords: building composite matrices, facade panels, architectural solutions, large-format architectural elements, low-rise construction, molds for concrete slabs.

For citation: Gavrilov D.D. Building composite matrices usage in facade panels manufacture in modern housing construction. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2025.
No. 10, pp. 00–00. (In Russian). https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-840-10-00-00
Матрицы строительные представляют собой специальные изделия в составе бортоснастки, используемые при формовании фасадных бетонных панелей (при панельном индустриальном строительстве) и
при изготовлении фактуры на монолитных стенах (при монолитном строительстве). Оновное предназначение строительных матриц – формирование фасада домостроительной плиты. Результат достигается либо вставкой в бетонную панель декоративных элементов устанавливаемых в матрицу (плитка, кирпич, отдельные малые архитектурные формы), либо формированием на бетонной панели оттиска – фактуры матрицы (рисунка, геометрического узора, архитектурной формы).

При вставке декоративных элементов, матрица состоит из основания и точно позиционированных
рустов между которыми вставляются декоративные элементы лицевой стороной вниз и которые также,
формируют межплиточные швы заданных параметров, на бетонной плите. Тем самым, после заливки
бетоном фасадной плиты, декоративные элементы оказываются точно вмоноличенными в нее.
При формировании на бетонной панели оттиска – фактуры, матрица состоит из основания и негатива (обратная сторона) фактуры, который при заливке бетоном формирует на фасадной бетонной плите саму фактуру.

Необходимость технологичного выполнения архитектурных решений на фасадных плитах, а значит и использование матриц, в современном жилищном строительстве очевидна [1–6] и обуславливается в
том числе: наличием административных распоряжений органов власти и местного самоуправления, по
вопросам архитектурного облика жилых домов и административных зданий, включающих в себя ограни-
чения и полные запреты на строительство домов, не отвечающих требованиям современной архитектуры
(панели под покраску, под вставку плитки и прочее); конкурентоспособностью застройщиков при утверждении проектов новых застроек; повышением уровня продаж объектов недвижимости (МКД и особенно малоэтажных домов) и ускорением сроков реализации таковых объектов, так как красивые фасады привлекают покупателей; простотой и экономичностью изготовления фасадов, в том числе архитектурных, при индустриальном, серийном строительстве.
Рис. 1. Стандартная серийная
матрица с плиткой
Fig. 1. Standard serial matrix with
tiles
Рис. 2. Сегментарная матрица для
выпуклого кирпича по диагонали
Fig. 2. Segmental matrix for convex
brick diagonally
Рис. 3. Плита с выпуклым кирпичом по диагонали
Fig. 3. The slab with a convex brick
diagonally
Рис. 4. Матрица с магнитным креплением на вертикальной
бортоснастке
Fig. 4. The matrix with magnetic
mounting on a vertical side wall
На сегодняшний день, в индустриальном строительстве используются следующие основные виды
матриц, по технологии изготовления и применения.

Матрицы на основе металлической оснастки. Основное достоинство – долговечность. Однако, их необходимо жестко крепить на домостроительный
стол, что не позволяет использовать стол для других изделий. Эти матрицы дают наибольшее количество
протечек бетонного молочка на вставляемую плитку (кирпич), в отличии от профессиональных матриц с
«ласточкиным хвостом» [7], что требует организации отдельных ремонтно-промывочных постов на производстве и резко снижает производительность труда. На данных матрицах нельзя исполнить даже средний по глубине межплиточный шов и практически невозможно использовать для вставки в панель кирпичи, т.к. металлические русты ломают плитку и кирпичи при расформовке, при этом на практике получается порядка 20% брака, что неприемлемо.

Матрицы на фанере, фанерной основе и их разновидности. Основное (и единственное) их достоинство –
доступность фанеры. Однако, общеизвестное разбухание фанеры при контакте с щелочной средой бетонов, не позволяет получить большое количество формовок бетонных плит, теряется геометрия. Даже
при изготовлении плоскостных крупноформатных элементов, фанерные конструкции прогибаются, ломаются и для усиления конструкций, ради нескольких формовок, требуются расчеты и затраты.
Известно применение ламинированных фанерных матриц для установки плитки, с фрезерованными
пазами, в которые вклеиваются полиуретановые русты. Среднее количество полноценных качественных формовок таких матриц порядка 6–9 циклов. После чего приходится делать новую матрицу, со всеми трудозатратами. Необходимо отметить, что данные матрицы, как разновидность такого рода ма-
триц, запатентованы и на них распространяется государственная защита прав [7]. Кроме того, фанерные матрицы не имеют гибкости, которая если не необходима, то точно желательна при расформовке
плиты. К примеру, на матрицах с вставным кирпичом и даже средней высоты рустом (глубина межпли-
точного шва), при расформовке кирпичи просто выдирают русты. И конечно, при изготовлении фактурных матриц, в современных условиях – при наличии технологий гибких матриц, фанера не актуальна.

Полиуретановые матрицы. В данные матрицы хорошо вставляются плитка (кирпич) и они формируют
заданную фактуру. При этом их возможно изготовить непосредственно на производстве домостроительных
плит. Однако существует ряд существенных недостатков. Для того, чтобы изготовить на производстве
даже самую простую полиуретановую матрицу, необходимо выделение отдельного, смежного производства на предприятии, с отдельным оборудованием, специальными условиями и обученным персоналом.
Этого требует работа даже с самой простой химией полиуретанов и на практике, в средних цифрах, коли-
чество брака достигает 50%, т. е. получается только каждая вторая матрица. Кроме того, при реакции по-
лиуретанов существует полимеризационная (первичная) усадка, из-за этого готовые матрицы отличаются
от заданного размера. Для производства полиуретановых матриц требуются профессиональные мастер – модели (с необходимой адаптацией), изготовление которых требует еще одного отдельного производства (оборудования и персонала), особенно это касается фактурных матриц и матриц, формирующих
архитектурные элементы на бетонной панели.
Рис. 5. Высокоточная матрица 1220 4220,
фактуры дерево, без отрицательных углов
Fig. 5. High-precision 1220 4220
matrix, wood texture, without negative angles
Рис. 6. Бетонная домостроительная плита, окрашенная (по фактуре матрицы) на
производстве машинным
способом
Fig. 6. The concrete housebuilding slab, painted (according to the texture of the matrix) in
machine production
Рис. 7. Окрашенная на принтере фактура
дерево (сделанная на матрице), на
фасадной бетонной плите
Fig. 7. Wood texture painted on a printer
(made on a matrix), on the facade concrete
slab
Рис. 8. Матрица для выполнения
архитектурных колонн на фасаде
Fig. 8. The matrix for the architectural
columns
on the facade manufacturing

Главными недостатками полиуретановых матриц является их недолговечность, затраты на изготовление (включая процент брака) и высокая входная цена полиуретана (производство изоцианата в РФ отсутствует, все его объемы импортируются), что формирует общую высокую цену этих матриц из расчета квадратного метра плиты.


Недолговечность (малое количество циклов формовок) обусловлена молекулярным составом полиуретана, который является гетероцепным полимером и состоит из макромолекул, основой которых являются линейно ковалентно связанные уретановые группы. По сути, после завершения реакции изоцианатных групп (т.н. «компонент Б») с гидроксилсодержащими полиолами (т.н. «компонент А») это твердое вещество в аморфном состоянии. Длинная линейная структура цепи между уретановыми группами и обуславливает высокое температурное расширение полиуретановой матрицы при тепловлажной обработке бетонной плиты. При остывании бетонной плиты с матрицей, матрица сужается, однако молекулярные деформации линейных цепей уретановых групп нарушают геометрию изделия, и матрица становится «не в размер». С каждым циклом формовок, деформации цепей и нарушения геометрии все больше, на 5-й формовке они поддаются полевым измерениям, после 10–12 формовки, как правило, матрица не дает необходимой точной геометрии для заливки бетонной плиты в допусках.


Учитывая вышеизложенное, компанией ООО«ИКМ» разработаны, внедрены и производятся серийно, строительные матрицы из композитов собственного состава, разработанных специально для строительных матриц и армированным по схемам учитывающим нагрузки и воздействия на матрицы при производстве фасадных плит.

В настоящее время, ООО «ИКМ», являясь ведущим производителем строительных матриц в РФ, оснащает матрицами ряд промышленных предприятий ДСК, ЖБИ и КПД. Произведены тысячи квадратных метров матриц, оформлен ряд государственных патентов РФ на разные типы матриц.


Необходимо отметить, что оформленные патенты [7–9] на выпускаемые ООО «ИКМ» строительные матрицы, не только обеспечивают государственную охрану и защиту прав производителя, но и защищают добросовестного потребителя от использования некачественной, контрафактной продукции.


В части количества циклов формовок матриц производства ООО «ИКМ», практическое применение показывают следующие средние показатели. Для формовки фасадных плит с кирпичной облицовкой на 25-этажный дом, необходим комплект стандартных серийных матриц (рис. 1) общей площадью матриц, порядка 200–220 м2. В зависимости от архитектуры фасада (расположения кирпичей и проемов) матрицы разбиваются на сегменты, которые стыкуются между собой и являются взаимозаменяемыми (настолько, насколько это возможно). Так, например, как правило, расположение оконных проемов на фасадных плитах одинаково по вертикали, поэтому сегменты матриц под окном и над окном, могут использоваться на разных плитах.

Еще одним способом установки матриц, является устилание матрицами всего стола, а на них уже установка проемообразователей и дальнейший монтаж плиты. Этот способ проще и быстрее, с точки зрения монтажа, однако матриц понадобиться больше примерно в 1,5 раза. В целях формовки фасадных плит на данный дом полностью, сегменты всего комплекта матриц проходят порядка 80 циклов формовок. После чего проходит ревизия комплекта матриц, по результатам которой,порядка 10%–15% комплекта списывается из–за эксплуатационных повреждений естественного износа (надрывы рустов, повреждение основания и прочее).

В результате фасадные плиты на дом изготовлены полностью, а оставшиеся сегменты комплекта матриц готовы к дальнейшей эксплуатации (если это нужно). При этом, входная (закупочная) цена матриц ООО «ИКМ» достаточно низкая и сравнима с ценой материалов (даже без стоимости производства, налогов, ФОТа и прочее) для изготовления стандартной полиуретановой матрицы, свойства которой описаны выше.

Рис. 9. Матрица для выполнения
ассиметричных треугольников на фасаде
Fig. 9. The matrix for making asymmetrical triangles on the facade
Рис. 10. Архитектурные колонны на фасаде, сформированные матрицей
Fig. 10. Formed by the matrix architectural columns on the facade
Рис. 11. Ассиметричные треугольники на фасаде, сформированные матрицей
Fig. 11. Formed by a matrix Asymmetric triangles on the facade
Матрицы изготавливаются в различных вариантах исполнения (рис. 2), в зависимости от конкретно изготавливаемых домостроительных плит (рис. 3) и особенностей производства на каждом заводе-заказчике. Матрицы легко собираются, формуются и расформовываются, не требуют приклеивания к фанере и столу, собираются простой укладкой, т.к. сохраняют геометрию размеров.
Так, например, в целях крепления матриц на вертикальную бортоснастку созданы, освоены и поставляются матрицы с магнитным [9]. Данные матрицы испытаны и успешно поставляются на заводы, в настоящее время (рис. 4). Это является исключительно отечественной патентованной разработкой, немецкие
производители (и их подражатели) не смогли справится с этой задачей и заявляют, что это невозможно. Из данных фактов развития и складывается технологический суверенитет в строительной отрасли России [6].

Специалисты ООО «ИКМ» находятся в постоянном контакте с заказчиками и совместно определяют к применению типы оптимальных, удобных и экономичных матриц. Развитие современного индустриального домостроения диктует необходимость производить востребованные, конкурентноспособные и при этом экономичные и удобные в серийном производстве, фасадные плиты.
В сложившейся непростой ситуации в отрасли, если застройщики и производители хотят лидировать в конкуренции, требуется, как модернизация существующих фасадных решений, так и их развитие в новых проектах.
В качестве развития новых проектов, ярким примером является перспективное направление индустриального малоэтажного строительства [2–5]. Реализуется оно, как на крупных предприятиях с использованием промышленного оборудования [4], так и в небольших цехах – в мобильных металлоформах [2].
Так как приобретателем малоэтажного дома являются физические лица (т.н. «домохозяйства» – как экономическая категория), очевидно, что малоэтажный дом с готовым, красивым, проектным фасадом будет более конкурентоспособен в глазах покупателя, чем коттедж с «голыми» стенами – плитами, в который надо вкладывать силы и средства в облицовку. При этом снижение стоимости домокомплекта и
оптимизация его параметров являются важными факторами при малоэтажном строительстве [5].
Данное обстоятельство находит понимание у застройщиков и производителей.

В заказах ООО «ИКМ» для малоэтажного строительства проходят следующие типы матриц:
– матрицы для вставки плитки или кирпича в фасад малоэтажного дома – в основном индивидуального исполнения, небольшие заказы;
– матрицы для формирования фактурного рисунка на плите, под покраску – основные заказы, рисунки часто комбинируются на плите, фактура среднего и крупного формата;
– набирающее большую популярность направление – создание фактуры на плите с помощью высокоточных матриц мелкого и среднего формата фактуры (рис. 5) и покраска фактуры на плите спецкрасками, в заводских условиях, в основном машинным способом, с применением специальных строительных принтеров и аналогичного оборудования (рис. 6, 7) – количество заказов растет постоянно.

Большую перспективу в модернизации существующих фасадных решений, имеет применение крупноформатных архитектурных элементов в фасадных плитах многоэтажных домов. Данное направление недавно начало активно расширяться, растет количество архитектурных решений, которые уже воплощены в мокапах и в настоящее время проекты реализуется уже в застройке. Фасадные плиты изготавливаются на матрицах (рис. 8, 9), формирующих на плитах большие объемные элементы разных форматов – треугольники, эллипсы, колонны, абстрактные элементы среднего и крупного формата (рис. 10, 11). При этом, именно композитные матрицы дают необходимую точность и чистоту фактуры, удобство расформовки, без повреждений и каверн, многоразовое использование.
Один из недавно исполненных ООО «ИКМ» заказов – изготовление комплекта матриц под фасадную плиту с крупноформатными элементами в виде форм, имеющими криволинейные плоскости 2-го порядка, т. е. если провести воображаемую линию от низа плиты до верха – получится кривая описываемая квадратным уравнением, а сама криволинейная плоскость рассчитывается посредством интегрального исчисления и уже в виде полигональных моделей задается обрабатывающей пятикоординатной автоматике. При этом получается, что производитель фасадных плит, фактически изготовляет плиты под покраску, но применение специализированных матриц, которые создают заданный архитектурный облик многоэтажного дома, позволяет позиционировать этот дом как высоко конкурентный дом бизнес-класса. При современном развитии индустриального строительства, в условиях непростой экономической ситуации в отрасли и стране в целом, повышение конкурентоспособности в индустриальном строительстве особенно важно. Красивые и достойные фасады индустриального изготовления, с применением современных технологий и снижением затрат на их изготовление, являются огромным новаторским конкурентным преимуществом, в особенности в жилой застройке, как в многоэтажном, так и в малоэтажном индустриальном жилищном строительстве [1]. Современные и профессиональные строительные матрицы являются необходимым связующим звеном, между проектными архитектурными решениями и их практической реализацией на заводах – изготовителях бетонных плит.
1. Шембаков В.А. Диалог традиций и новаторства //
Строительные материалы. 2025. № 3. С. 6–10.
EDN: WCKQBC.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-833-3-6-10
2. Марзаганов Р.Х.-М., Гордеев Т.М., Корнилов М.М. Особенности развития стройиндустрии в современных условиях // Строительные материалы. 2025. № 3. С. 11–16. EDN: AOEKSH.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-833-3-11-16
3. Николаев С.В. Двухслойная наружная панель заводского производства для малоэтажного домостроения //
Жилищное строительство. 2023. № 3.
С. 3–10. EDN: NHDZOD.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-3-3-10
4. Николаев С.В. Строительство малоэтажного жилья из домокомплектов заводского производства // Жилищное строительство. 2021. № 5.
С. 3–8. EDN: NYBMBG.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2021-5-3-8
5. Николаев С.В. Оптимизированные параметры панелей для индивидуального жилищного строительства // Жилищное строительство. 2025. № 3.
С. 3–10. EDN: QFCUYF.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2025-3-3-10
6. Казин А.С. Технологический суверенитет в строительной индустрии России // Жилищное строительство. 2024. № 3. С. 8–11. EDN: WFVKSV.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-3-8-11
7. Патент РФ 206109. Матрица для формирования
строительной панели / Гаврилов Д.Д. Заявл.
02.06.2021 Опубл. 24.08.2021.
8. Патент РФ 222452. Строительная составная матрица для строительных панелей / Гаврилов Д.Д.
Заявл. 17.12.2022 Опубл. 26.12.2023.
9. Патент РФ 228596. Строительная матрица, с магнитным креплением, для формирования строительных панелей / Гаврилов Д.Д. Заявл. 23.12.2023
Опубл. 04.09.2024.
1. Shembakov V.A. Dialogue of Traditions and Innovation.
Stroitel’nye Materialy [Construction Materials]. 2025.
No. 3, pp. 6–10. EDN: WCKQBC.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-833-3-6-10
2. Marzaganov R.Kh.-M., Gordeev T.M., Kornilov M.M.
Features of the Development of the Construction
Industry in Modern Conditions. Stroitel’nye Materialy
[Construction Materials]. 2025. No. 3, pp. 11–16.
(In Russian). EDN: AOEKSH.
https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-833-3-11-16
3. Nikolaev S.V. Two-layer factory-made exterior panel for low-rise housing construction. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2023. No. 3,
pp. 3–10. (In Russian). EDN: NHDZOD.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2023-3-3-10
4. Nikolaev S.V. Construction of low-rise housing from factory-made house kits. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2021. No. 5, pp. 3–8.
(In Russian). EDN: NYBMBG.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2021-5-3-8
5. Nikolaev S.V. Optimized parameters of panels for individual
housing construction. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2025. No. 3, pp. 3–10. (In Russian). EDN: QFCUYF.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2025-3-3-10
6. Kazin A.S. Technological Sovereignty in the Russian
Construction Industry. Zhilishchnoe Stroitel’stvo [Housing Construction]. 2024. No. 3, pp. 8–11. (In Russian). EDN: WFVKSV.
https://doi.org/10.31659/0044-4472-2024-3-8-11
7. Patent RF 206109. Matrix for forming a construction panel [Matritsa dlya formirovaniya stroitel’noi paneli].
Gavrilov D.D. Declared 02.06.2021 Publ. 24.08.2021. (In Russian).
8. Patent RF 222452. Construction composite matrix for
construction panels [Stroitel’naya sostavnaya matritsa dlya stroitel’nykh panelei]. Gavrilov D.D. Declared
17.12.2022 Publ. 26.12.2023. (In Russian).
9. Patent RF 228596. Construction matrix, with magnetic fastening, for forming construction panels [Stroitel’naya matritsa, s magnitnym krepleniem, dlya formirovaniya stroitel’nykh panelei]. Gavrilov D.D. Declared.
23.12.2023
Publ. 04.09.2024. (In Russian).
Список литературы
References
ссылка на статью
(научно технический и производственный журнал
"Строительные Материалы")
Made on
Tilda