<<
>>

МАТЕРИАЛОВ В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Свойства, характеризующие качество ячеистых материалов, можно подразделить на функциональные (специфические) и строительно-эксплуатационные (общие).

Основные функциональные свойства, выделяющие ячеистые бетоны (материалы) среди других строительных материалов — высокие теплозащитные и акустические показатели; огнестойкость и теплоемкость, которая исключает значительные температурные колебания в течение суток; способность поддерживать на стабильном уровне относительную влажность внутри помещений; низкая средняя плотность, которая обеспечивает высокую сейсмоустойчивость конструкций, зданий и сооружений.

Одним из основных показателей, регламентирующим область применения силикатных ячеистых материалов, является средняя плотность. Значения последней могут колебаться от 200 до 1000 кг/м3. Соответствующим образом меняется теплопроводность от 0,062 Вт/(м °С) до 0,27 Вт/(м °С), и назначение ячеистых бетонов — от теплоизоляционных до конструкционных.

Средняя (кажущаяся) плотность основная нормативная характеристика, характеризующая массу единицы объема материала вместе с порами, и представляет собой отношение массы сухого материала к его объему.

Теплопроводность — способность проводить теплоту, при температурах применения до 300°С, зависит от средней плотности и влажности ячеистых бетонов и возрастает с увеличением последней.

Величина фактической теплопроводности ячеистого бетона (Дф) в зависимости от его влажности (W) может быть определена по формуле Б.Н. Кауфмана:

Хф = XcyxO + W-5 w/100%),              (24)

где /\ сух - теплопроводность высушенного до постоянной массы ячеистого бетона, Вт/(м-°С); Sw - прирост теплопроводности на 1% объемной влажности, %.

По данным НИИЖБА, Sw в зависймости от средней плотности ячеистого бетона имеет следующие значения (табл. 16).

Таблица 16. Прирост теплопроводности на 1% объемной влажности для ячеистого бетона различной плотяости


Из таол.

Ib следует, что по мере снижения средней плотности прирост теплопроводности на каждый процент увеличения объемной влажности возрастает на большую величину. Например, при относительной влажности окружающей среды Р/Р0 — 0,5-0,6 равновесная влажности ячеистого бетона средней плотностью 600 кг/м3 достигает 5% по массе или 3% по объему. Это, в соответствии с формулой (24) — при 8 w=7%, приводит к увеличению теплопроводности (Лф) на 21% по сравнению с ячеистым бетоном, высушенным до постоянной массы (Лсух).

. Вместе с этим в ряде докладов на международном симпозиуме РИЛЕМ по автоклавным ячеистым бетона, состоявшегося в г. Лозанне в марте 1982 г., показано, что для ячеистых бетонов средней плотностью 490-870 кг/м3 прирост теплопроводности на каждый 1% увеличения влагосодержания по массе практически не зависит от плотности бетона и составляет $w=4% или Sw=6% на 1% увеличения влагосодержания по объему.

В связи с этим при изготовлении ячеистобетонных изделий необходимо предусмотреть их защиту от увлажнения в процессе перевозки, монтажа и эксплуатации.

Влажность ячеистого бетона после автоклавной обработки, в зависимости от принятой технологии формования, параметров и режимов автоклавной обработки может колебаться в значительных пределах — 10 — 15% до 25 — 40% по массе. Равновесная — влажность стеновых конструкций, равная 5 — 6%, и перекрытий, равная 3 — 5%, достигается в отапливаемых зданиях или помещениях с хорошей вентиляцией через 1-2 года эксплуатации.

В зданиях же с плохой вентиляцией или неотапливаемых помещениях может возникнуть проблема конденсации влаги. Для снижения конденсации влаги, вызванной миграцией влаги из теплого внутреннего

1

Рис. 20. Усадка ячеистого бетона при изменении его влажности

alt="" />помещения в направлении холодного наружного воздуха, стены и покрытия рекомендуется [5] отделывать внутренней пароизоляцией, а снаружи отделывать вентилируемой облицовкой, обеспечивающей высушивание ячеистого бетона.

Уменьшение влажности ячеистого бетона до равновесной с окружающей средой сопровождается деформа- * цией усадки.

На рис. 20 приведена характерная кривая усадки силикатного ячеистого бетона при изменении его влажности. Так как влажность ячеистого бетону в реальных условиях эксплуатации практически никогда не опускается ниже равновесной, то влажностную усадку ячеистого бетона во многих зарубежных странах обычно определяют по методике РИЛЕМ — при уменьшении влажности образцов ячеистого бетона от водонасыщенного состояния до равновесного при относительной влажности воздуха Р/Р0 =0,43 и температуре +20°С.

Одним из основных показателей является показатель предела прочности при сжатии и растяжении при изгибе. Качество ячеистого бетона, как правило, оценивают по значению показателя коэффициента конструктивного качества (А), который определяется по формуле:

А = Асж/Po •              (25)

Долгое время за Ксж принимался показатель предела прочности при сжатии образцов-кубов с размером ребра 10 см, высушенных до постоянной массы.

В настоящее время за Ксж принимается значение показателя предела прочности образцов-кубков с раз-

мером ребра 15 см при влажности 10+2%. Авторы [8] предложили этот показатель обозначать как коэффициент прочности (Кн).

Между этим показателем и коэффициентом конструктивного качества существует следующее соотношение: Kh =0,7А.

В частности, по данным за 1985-1987гг., средние значения коэффициента прочности для стеновых панелей из ячеистого бетона средней плотностью 700 кг/м3 составлял около 86; для панелей покрытий и чердачных перекрытий средней плотностью 730 кг/м3 — 75; для мелких стеновых блоков и перегородочных плит из ячеистого бетона средней плотностью 650 кг/м3 — 93; для теплоизоляционных и акустических плит — 78.

Ячеистый бетон характеризуется анизотропией свойств, особенно прочности. В частности, прочность в направлении перпендикулярном вспучиванию, в среднем, на 15-20% выше прочности того же материала в направлении, параллельном вспучиванию. Поэтому испытание ячеистого бетона должно проводиться в положении, соответствующем его работе в конструкции.

Прочность ячеистых бетонов зависит от влажности. При увлажнении до 10% прочность силикатного ячеистого бетона снижается в среднем на 25%. Дальнейшее увлажнение до 40-50% по массе приводит к снижению прочности до 40% по сравнению с прочностью сухих образцов.

Известно, что любой процесс, приводящий к уменьшению поверхностной энергии (произведения поверхностного натяжения на величину полной поверхности), протекает самопроизвольно.

Вследствие этого адсорбционные процессы (физические или химические) самопроизвольны и приводят к уменьшению свободной энергии системы.

Согласно теории физической адсорбции, развитой в работах Дж.Гибсса, С.Брунауэра, М.М. Дубинина, С.Грега и В.Синга, адсорбционное увлажнение материалов определяется относительной влажностью окружающей среды, характером пористости и энергетическим состоянием поверхности твердой фазы материалов. В зависимости от характеристик последних двух факторов при постоянной относительной влажности окружающей среды взаимодействие материала с водяными парами будет протекать с различной степенью интен-

еивности, а следовательно, будет наблюдаться различная степень увлажнения его. Особенно важен вопрос адсорбционного увлажнения материалов с развитой поверхностью и со структурой порового пространства, характеризующейся большим объемом капиллярной пористости, в которых при превышении некоторой критической величины относительной влажности окружающей среды начинается процесс капиллярной конденсации, приводящий к резкому возрастанию влажности материалов. При этом для каждого материала существует своя критическая величина относительной влажности, зависящая от характеристики структуры твердой фазы и порового пространства. Для ячеистых бетонов она составляет Р/Ро=0,75.

Морозостойкость силикатных ячеистых бетонов может меняться в значительных пределах — от 35 до 200 и более циклов попеременного замораживания и оттаивания. Она зависит не только от характеристик пористой структуры, но и от качества структуры синтезируемого силикатного камня межпорового материала и влагосодержания ячеистого бетона.

В частности, отмечается [5], что микроразрушения в ячеистом бетоне могут возникнуть при замораживании в том случае, если влажность материала в каком-то его микрообъеме превысит критическую. Например, для ячеистого бетона средней плотностью 500 кг/м3, полученного по технологии фирмы ’’Сипорекс”, критическая влажность составляет около 40% по объему. В реальных условиях транспортировки, монтажа и эксплуатации ячеистобетонных изделий и конструкций увлажнение практически никогда не превышает 25-30% по объему. Однако развитая капиллярная пористость ячеистых бетонов не исключает возможности их увлажнения до критической влажности при длительном контакте незащищенных поверхностей с водой. Например, фундаментные блоки без гидроизоляции, при длительном выдерживании стеновых блоков на стройплощадке под открытым небом и т.д.

He менее опасным, с точки зрения обеспечения морозостойкости, является использование ячеистобетонных изделий и конструкций без внутренней пароизо- ляции в помещениях с относительной влажностью выше 0,75. В этом случае, если увлажнение в результате миграции и конденсации влаги превалирует над высушиванием ячеистого бетона, то влажность наружных поверхностей окружающих конструкций может достичь и даже превысить критическую. Это явление, наблюдаемое в холодное время года, приводит к снижению морозостойкости ячеистого бетона, что проявляется в отслоении отделочного покрытия или разрушении наружных поверхностных слоев изделий и конструкций.

В связи с изложенным, применение ячеистобетонных изделий и конструкций в климатических зонах с отрицательной температурой наружного воздуха в зимнее время должно предусматривать меры защиты от возможного переувлажнения. В частности, это достигается при создании условий, когда высушивание значительно превышает увлажнение в результате миграции и конденсации влаги в порах ячеистого бетона.

Очень ценным свойством ячеистых бетонов является высокая огнестойкость. Предел огнестойкости (в часах) армированных конструкций зависит от степени защищенности арматуры и времени нагрева ее до критической температуры — t=550°C.

Отмечается [5], что во многих случаях конструктивные элементы из ячеистого бетона после небольшого ремонта могут продолжать длительное время эксплуатироваться, снижая убытки от пожара и способствуя быстрому восстановлению разрушенных зданий. В ряде зарубежных стран плиты из ячеистого бетона используют для защиты стальных конструкций от огня и повышения огнестойкости бетонных конструкций.

Ячеистые бетоны ввиду развитой пористости и относительно большого содержания сообщающихся пор обладают высокими акустическими свойствами: звукопоглощающей и звукоизолирующей способностью.

Например, декоративно-акустические плиты ”Си- лакпор” из ячеистого бетона средней плотностью 300 — 350 кг/м3 и имеют коэффициент звукопоглощения 0,35 — 0,7 при частоте звука 125 — 2000 Гц.

Стены из ячеистого бетона обладают высокой звукоизолирующей способностью. Например, при средней плотности 400 — 500 кг/м3 и толщине 8 см звукоизоляция стены составляет 32 — 34 дБ. Повышение плотности ячеистого бетона до 900 — 1000 кг/м3 позволяет повысить его звукоизоляцию в несколько раз.

В этой связи эффективным является использование ячеистого бетона для возведения межквартирных и межкомнатных перегородок в том числе и в монолитном варианте на основе золоцементных или известко- во-пуццолановых композиций.

Ячеистый бетон легко обрабатывается: режется, сверлится, строгается, пробивается гвоздями. Это позволяет получать из него декоративно-отделочные элементы и панно для наружной и внутренней отделки зданий и сооружений.

Основные требования по средней плотности, прочности и теплопроводности, предъявляемые к автоклавным ячеистым бетонам, согласно ГОСТ 25485-82 ’’Бетоны ячеистые. Технические условия”, приведены в табл. 17.

Таблица 17. Значения показателей основных свойств автоклавных ячеистых бетонов в соответствии с ГОСТ 25485-82

Назначение

Наименование показателей

ячеистого

бетона

средняя

марка,

класс

теплопроводность

коэффи

(вид

плот

кгс/см2

бетона

в сухом состоянии

циент па

бетона)

ность,

(M)

(В)

(К), ВтI (M-0C)

ропрони

кг/м3

не более

цаемо сти,

на песке| на золе

(не менее)

300

5

0,35

0,07

0,07

Теплоизоля

400

10

0,75

0,09

0,08

0,035

ционный

500

25

1,5

15

I

0,10

0,09

10

0,75

35

2,5

600

25

14

0,12

0,11

15

I

Конструк-

50

3,5

ционно-

700

35

2,5

0,15

0,13

теплоизо-

25

IJS

ционный

75

5

800

50

3,5

0,18

0,15

0,013

35

2,5

100

7,5

900

75

5

0,21

0,17

50

3,5

/>

150

10

1000

100

7,5

0,25

0,2

75

5

Конструк

200

15.

ционный

1100

150

10

0,29

0,22

*

100

7,5

250

17,5

1200

200

15

0,33

0,25

150

10

Что же касается деформаций усадки, то стандарт регламентируют величину полной усадки, определяемой при высушивании ячеистого бетона до постоянной массы, которая для ячеистых бетонов средней плотностью Пл 500 — Пл 1200 на песке не должна превышать

?®cIC sS 0.5 мм/м, а на золе — ?!|с,с$0,7 мм/м.

Вместе с этим, нам представляется целесообразным при пересмотре указанного стандарта, с учетом рекомендаций РИЛЕМ и предложениями многих отечественных ученых и исследователей, за величину влажностной усадки ячеистого бетона принимать значения усадки ячеистого бетона при высушивании от послеавток- лавной до равновесной, соответствующей относительной влажности среды Р/Ро=0,43 при t=+20°C.

Применение силикатных ячеистых материалов

Ячеистые силикатные материалы нашли широкое применение в различных областях современного строительства, что обусловлено специфическими особенностями пористой структуры и соответственно многообразием функционального назначения.

В частности, несущая способность ячеистых бетонов при характерной для них низкой плотности достаточна для изготовления ограждающих конструкций стен и покрытий, элементов перекрытий и несущих элементов четырех-пятиэтажных зданий.

Высокие теплозащитные характеристики, огнестойкость, теплоемкость и влагоемкость обусловливают уникальное сочетание в одном материале всех тех положительных качеств, которые в отдельности присущи традиционным строительным материалам. При этом низкая средняя плотность способствует снижению нагрузки на фундамент и обеспечивает высокую сейсмоустойчивость зданий и сооружений, возведенных с применением ячеистых бетонов.

Наиболее индустриальными конструкциями, успешно используемыми в крупнопанельном домостроении, являются панели стен и покрытий жилых и производственных зданий.

Стеновые панели изготавливают применительно к полосовой схеме или однорядной разрезке наружных стен [8].

Рис. 21. Составные стеновые панели из элементов, изготовляемых по резательной технологии

а - основные панели стен промзданий; б - замкнутые на один планировочный модуль; в - замкнутые на два модуля; г - незамкнутые Ш-образные панели стен жилых зданий

В первом случае они состоят из поясных элементов шириной 1,2; 1,3; 1,4; и 1,5 м и длиной до 6,4 м, а также простеночных элементов размерами 1,2x1,4 и 1,3x1,6 м (рис.21). Во втором случае панели выпускаются высотой на этаж (2,8 м) и длиной, равной одному или двум планировочным модулям (до 6 м), т.е. размерами на одно или два окна (рис.22). Эти панели характеризуются полной заводской готовностью и поэтому являются наиболее индустриальными. Организация впервые в мировой практике производства двухмодульных панелей для стен жилых зданий стало возможным благодаря применению автоклавов диаметром м, выпуск которых также впервые был освоен в Советском Союзе. Все это говорит о больших потенци-

Рис. 22. Стеновые панели, изготавливаемые и индивидуальных формах

а, б - для гражданских зданий; в - для производственных зданий

альных возможностях отечественной технологии, высоком уровне проектирования и научных разработок.

Стеновые панели жилых зданий полосовой разрезки менее индустриальны, чем панели однорядной разрезки. При их применении на стройке приходится осуществлять установку в проемы столярных изделий, что очень трудоемко. Однако полосовые панели применяются шире, чем двухмодульные, так как их производство проще и доступно тем заводам, на которых имеются автоклавы малого диаметра (2 и 2,6 м). Стеновые панели полосовой разрезки для жилых зданий производятся на более чем 20 заводах.

Стеновые панели для промышленных зданий (рис.22,б), которых производится почти столько же, сколько и для жилых, т.е. 500 тыс. м3 в год, имеют основные размеры 1,2x6 и 1,8x6 м. Имеются также до- борные элементы шириной 0,9 м, простеночные и угловые элементы. Данные конструкции весьма рациональны, эффективны, широко применяются и удобны в монтаже. На эти изделия имеются типовые чертежи, утвержденные Госстроем СССР [8].

Стеновые панели из ячеистых бетонов для стен сельскохозяйственных производственных зданий гораздо эффективнее панелей из легких бетонов и трехслойных панелей. Здания из ячеистобетонных конструкций являются более теплыми, долговечными и таким образом могут способствовать повышению продуктивности животноводства.

НИИ строительства Госстроя Эстонской CCP и НИ- ИЖБ Госстроя СССР, обобщив имеющийся опыт и проведя соответствующие исследования, в 1979 г. закончили разработку и издали ’’Рекомендации по проектированию и применению однослойных наружных ограждающих конструкций из ячеистых бетонов в животноводческих и птицеводческих зданиях”. Эти рекомендации были рассмотрены и одобрены секцией Научно-технического совета Госстроя СССР. Они являются новым существенным шагом в расширении применения ячеистых бетонов в сельскохозяйственном строительстве. Использование этих рекомендаций позволяет более правильно проектировать различные животноводческие здания со стенами из ячеистобетонных панелей и мелких блоков.

Новым направлениям являются предложения по применению ячеистых бетонов в районах с- сейсмическим воздействием. В результате специальных исследований НИИЯСБа было доказано, что ячеистые бетоны могут применяться в наружных стенах зданий при строительстве их в сейсмоопасных районах. Были разработаны соответствующие предложения для главы СНиП II-7 ’’Строительство в сейсмических районах” и в 1980 г. составлено ’’Руководство по проектированию конструкций из ячеистых бетонов для строительства в сейсмоопасных районах”.

В связи со строительством новых и реконструкцией большинства старых предприятий с переводом их на прогрессивную резательную технологию заслуживают внимания разработки Ленпромстройпроекта, НИПИ- силикатобетона и НИИЯСБа по организации производства стеновых панелей промзданий по резательной технологии. Применение этой технологии предъявляет к армированию следующие специфические требования. Необходима точная фиксация арматурных пространственных каркасов в формах в подвешенном положении. Концы поперечных стержней не должны выступать за пределы продольных стержней, чтобы не вызывать обрыва режущих струн при работе резательной машины. Требуется укрупнительная сборка панелей после их автоклавной обработки, так как ширина панелей, формуемых на резательных машинах типа ’’Универсал”, равна 0,6 м, а наиболее распространенные панели должны иметь ширину 1,2 и 1,8 м (см.рис.21).

Рабочие чертежи панелей (шифр НСБ-12-254/80 вып. I и 2) разработаны с учетом этих требований. Они предназначены для изготовления изделий преимущественно в виде составных панелей (шириной 1,2-1,8 и м). Однако по ним могут изготавливаться и исходные элементы панелей шириной 0,6 м.

При использовании новых стеновых панелей промзданий сокращаются трудозатраты, приведенные затраты и стоимость монтажа, а также снижается расход стали (на 1,4 — 2,5 кг/м2 по сравнению с панелями, изготовляемыми по типовым чертежам серии 1.432-14).

Распространение чертежей (ЯСБ-12/254/80) поручено Госстроем СССР Ленпромстройпроекту.

Наряду с разработкой составных стеновых панелей промзданий продолжалась разработка составных стеновых панелей для жилых зданий. НИИСМИ и Киев- ЗНИИЭП разработана номенклатура крупных блоков из ячеистого бетона и на их основе типовые проекты сельских и городских жилых домов. Стеновые блоки включают: полосовые, простеночные, парапетные и подоконные элементы. В наружных элементах стен применен ячеистый бетон марки по плотности и класса по прочности (Д/В)=600/1,5, в элементах внутренних стен — 800/3,5. Толщина всех элементов 300 мм. На базе унифицированной номенклатуры крупных блоков разработаны типовые проекты жилых домов серии 144 для I- и 2-этажных сельских, 5- и 9-этажных городских. В проектах сельских домов наружные и внутренние стены выполнены из ячеистобетонных блоков марки по плотности Д600. Проекты 5-этажных домов разработаны в двух вариантах:

а) наружные и внутренние стены из ячеистобетонных блоков плотностью соответственно Д600 и Д800; наружные стены из ячеистобетонных блоков плотностью Д600, а внутренние из силикатобетонных блоков (Д/В), равные 1800/10. В 9-этажных домах серии 144 наружные стены из ячеистого бетона, а внутренние из силикатобетонных блоков.

Вся номенклатура крупных стеновых блоков серии 144 включает 44 элемента из ячеистого бетона и 30 — из силикатного бетона.

Состав номенклатуры крупных блоков приведен в табл.18

Таблица 18. Состав номенклатуры крупных блоков домов серии 144

Тип домов

Количество типоразмеров

Ячеистобетонные

блоки

Силикатные

блоки

I-, 2-этажные

12

_

5-этажные

31

14

9-этажные

28

24

Создание номенклатуры крупных блоков и проектов домов выполнялись одновременно с разработкой технологии изготовления изделий, при этом учитывалась оснащенность заводов формочным и резательным оборудованием. В результате проведенной совместно с заводами работы создана гибкая технология крупных ячеистобетонных блоков, позволяющая изготовлять изделия как формованием в индивидуальных формах с переналаживающимися вкладышами, так и разрезкой

Рис. 23. Схемы формования и разрезки крупных ячеистобетонных блокон длн домов серии 144

а - горизонтальная разрезка; б - изготовление в индивидуальных формах; в - вертикальная разрезка

крупноразмерных массивов на отдельные элементы. Использованы три основные схемы: формование в индивидуальных формах; вертикальная разрезка массивов, горизонтальная разрезка массивов, а также их сочетание (рис.23).

Для изготовления изделий ло первой схеме разработаны индивидуальные формы. Образующуюся ’’горбушку” предусмотрено прикатывать горячим валом с электроподогревом. По этой технологии формуются все типы изделий как простеночные, так и полосовые. При этом способе используется резательное оборудование института НИИПИсиликатобетон. Вертикальной разрезкой массивов изготовляются полосовые элементы (перемычные и подоконные блоки) высотой 0,6...0,7 м.

Способом горизонтальной разрезки выпускаются простеночные, и полосовые элементы. Для этой цели разработана универсальная технологическая оснастка и установка для разрезки массивов. Предусмотрена двухслойная (высота массива 0,6 м) и трехслойная (высота массива 0,9 м) разрезка с применением форм трех типов — шириной 1,2; 1,5 и 1,8 м, что позволяет выпускать в них всю номенклатуру изделий.

В частности, по первой и второй схеме изготовление блоков организовано на Сумском ЗСК и Славут- ском ЗССМ, а по третьей схеме на Белгород-Днестров- ском ЭЗЯБиН.

По технологии предусмотрена доавтоклавная и по- слеавтоклавная архитектурная отделка поверхности наружных блоков. Доавтоклавная отделка поверхности блоков производится при их формовании в индивидуальных формах "лицом вниз” с применением дробленых каменных материалов и рельефообразователей. 'Послеавтоклавная обработка осуществляется составами типа ’’Декор” или полимерцементными красками.

Промышленный выпуск ячеистобетонных блоков для домов серии 144 освоен на заводах Минстроймате- риалов УССР в 1984 г. На Сумском ЗСК и Белгород- Днестровском ЭЗЯБиИ выпущено около 20 тыс.м3 крупных ячеистобетонных блоков, из которых построено более 500 сельских домов усадебного типа. В 1986 г. на Белгород-Днестровском и Славутском заводах наряду с элементами для сельских домов начато освоение производства изделий для возведения 5- и 9-этажных жилых домов серии 144.

НИИСМИ совместно с Белгород-Днестровским ЭЗЯБиИ освоено производство ячеистобетонных элементов с полимерцементным покрытием, предназначенных для устройства полов животноводческих помещений. Средняя плотность ячеистого бетона 600 — 700 кг/м3, толщина блоков и панелей 15 и 20 см. Толщина поли- мерцементного покрытия 0,2-0,5 см. Полимерцемент-, ное покрытие наносится непосредственно на объекте строительства и состоит из цемента марки 400, заполнителя, воды, полимерного связующего и стабилизирующей добавки. Состав полимерного связующего: акриловая эмульсия МБМ-5С, латекс синтетический CKC- 65 ГИ или их смесь и стабилизатор ОП-7 или ОП-Ю.

Полы из ячеистобетонных элементов успешно применены в коровниках и свинарниках колхозов и совхозов Одесской области.

По теплоизоляционным свойствам ячеистобетонные полы с полимерцементным покрытием приближаются к деревянным. Долговечность таких полов до 20 лет в то время как деревянных не превышает 1-2 г.

Как уже отмечалось (см. п. 1.3), наиболее рентабельным является производство крупноразмерных армированных теплоизоляционных плит, которые используются для утепления покрытий. Применение теплоизоляционных плит наиболее эффективно в покрытиях

Рис. 24. Схема покрытая с применением армированной теплоизоляции

а - чердачные покрытия; б — совмещенные (бесчердачные покрытия) ; I - несущая железобетонная плнта; 2 - армированная теплоизоляционная плнта

жилых и общественных зданий с железобетонным чердачным перекрытием. Плиты изготовляют из силикатного ячеистого бетона плотностью 400-500 кг/м3 плоскими и переменной толщины для утепления чердачных и бесчердачных (совмещенных) покрытий (рис.24).

Армирование плит осуществляется пространственными каркасами или сетками из арматурной проволоки класса B-I диаметром 4-5 мм, расположенными в двух уровнях. Расход стали на I м2 плиты в среднем составляет 2-3 кг. В настоящее время заводы ячеистого бетона выпускают армированные теплоизоляционные плиты шириной 1,5-1,8 м, длиной 2-6,4 м. Для защиты изделий от увлажнения в период транспортировки и строительства на верхнюю поверхность плит в заводских условиях наносят гидроизоляционное покрытие. Ежегодно в стране производится более 130 тыс.м3 армированных теплоизоляционных плит.

Наиболее широкое применение в нашей стране и за рубежом находят стеновые ячеистобетонные блоки. В Прибалтике на их долю приходится около 40% общего объема производства ячеистобетонных изделий. Особую актуальность в связи с Продовольственной программой приобрело использование мелких блоков из ячеистого автоклавного бетона в строительстве сельских жилых, культурно-бытовых и производственных зданий. Широкий опыт, накопленный в Эстонии, Литве, Латвии, Белоруссии, показывает, что это наиболее экономичный способ решения проблемы строительства на селе, в первую очередь индивидуального строительства.

ЛенЗНИИЭПом Госгражданстроя при Госстрое СССР разработаны типовые проекты серии 216 индустриальных жилых домов усадебного типа с надворными постройками из мелких ячеистобетонных блоков. В состав серии 216 входит 18 типов различных жилых домов и 13 типов отдельно стоящих хозяйственных надворных построек.

В частности, одноэтажные одноквартирные жилые дома с упрощенным или централизованным инженерным оборудованием на две комнаты и на три и четыре комнаты с гаражом;

одноэтажные двухквартирные с упрощенным или централизованным инженерным оборудованием с трех- и четырехкомнатными квартирами;

мансардные одноквартирные с упрощенным инженерным оборудованием на три, четыре, пять и шесть комнат;

двухэтажные одноквартирные с централизованным инженерным оборудованием на четыре, пять и шесть комнат;

одноквартирные с упрощенным инженерным оборудованием (печное отопление и люфт-клозеты), включающие одноэтажный четырехкомнатный, мансардный пятикомнатный и двухкомнатный шестикомнатный дома.

Отдельно стоящие хозяйственные надворные постройки, в том числе: помещения для содержания скота (типы I, II и III), склад топлива, летняя кухня с погребом, гаражи для мотоцикла и автомобиля, баня, хозяйственное помещение с навесом, летний душ, теплица, и др.

Стоимость надворных построек в зависимости от их типа и назначения составляет от 0,33 до 2,33 тыс.руб.

Сметная стоимость I м2 общей площади (в базисных ценах), например, одноэтажного трехкомнатного жилого дома из ячеистобетонных блоков серии 216 на 8 — 52% ниже, чем аналогичных домов из других материалов.

Исходя из условий строительства, а также развития базы стройиндустрии, каждый проект разработан в различных конструктивных вариантах, позволяющих в реальных условиях выбрать оптимальные решения.

Проектом предусмотрены:

фундаменты — ленточные из бутобетона или мелких ячеистобетонных блоков и со специальной гидроизоляцией;

стены наружные и внутренние — из мелких ячеистобетонных блоков или крупных ячеистобетонных блоков высотой на этаж, шириной 600 мм (12 марок на всю серию для одной расчетной температуры наружного воздуха);

перекрытия — или из дерева, или ячеистобетонных мелких блоков по монолитным балкам, или многопустотные железобетонные настилы;

перегородки — из мелких ^чеистобетонных блоков или из ячеистобетонных "досок” высотой на этаж, шириной 600 мм, толщиной 100 мм (одна марка на серию), или из дерева с обшивкой сухой штукатуркой;

кровля — скатная по деревянным стропилам с обрешеткой и покрытием из волнистого асбестоцемента; для мансардных домов принят вариант с черепичной кровлей.

Заслуживают внимания жилые дома и блок-секции на основе утвержденной Госгражданстроем СССР серии 126, разработанные этим же институтом для строительства в Коми АССР (применительно к продукции строящегося Сыктывкарского завода силикатных стеновых материалов).

Жилые дома и блок-секции конструктивно решены в двух вариантах: первый — стены из мелких блоков с железобетонными междуэтажными и чердачными перекрытиями; второй — стены (внутренние и наружные ) из крупных армированных стеновых блоков высотой на этаж, ячеистобетонные перекрытия толщиной 250 мм и покрытия толщиной 400 мм. Утеплитель — мелкие ячеистобетонные блоки.

Запроектированы индивидуальный одноквартирный жилой дом усадебного типа с квартирой из трех комнат, а также сблокированные дома-коттеджи, где каждая квартира имеет отдельный выход на приусадебный участок: одноэтажный двухквартирный жилой дом с квартирами из трех комнат, мансардный двухкомнатный дом с квартирами из четырех комнат, двухэтажный четырехквартирный жилой дом с квартирами из трех комнат (каждая квартира в двух уровнях: на первом этаже кухня и общая комната, на втором -- спальная зона).

Блок-секции и дома для строительства в поселках городского типа обеспечены полным инженерным оборудованием. Дома усадебного типа имеют два варианта инженерного обеспечения: централизованное (отопление от поселковой сети, водоснабжение — холодное и горячее, канализация — в поселковую сеть, газоснабжение — природный газ) и упрощенное (отопление от агрегата на твердом топливе, люфт-клозет, газоснабжение — от индивидуальных шкафных установок).

Планировочное решение домов с упрощенным инженерным оборудованием предусматривает возможность дальнейшего перехода на централизованное оборудование (устройство ванных комнат, туалетов).

Планировочные решения жилых домов усадебного типа выполнены с учетом принципа функционального зонирования. Зона дневного пребывания — общая комната, кухня, прихожая, веранда; зона отдыха — спальные комнаты, ванная. В каждом доме предусмотрен подвал для индивидуального пользования, сушильный шкаф, холодильная кладовая. Общая комната приближена к кухне-столовой и связана непосредственно с летним помещением — верандой.

Имеется еще целый ряд типовых проектов и проектов повторного применения, разработанных как ЛенЗНИИЭПом, так и другими организациями (КБ по железобетону Госстроя РСФСР, КиевЗНИИЭПом, проектными институтами Госстроя СССР, Эстонской CCP и др.).

Около 1,5 млн.м3 общего объема производства ячеистых бетонов приходится на производство теплоизоляционных и декоративно-акустических изделий.

Теплоизоляционный ячеистый бетон находит применение в качестве утеплителя трехслойных ограждающих конструкций и железобетонных покрытий. Использование теплоизоляционного ячеистого бетона для утепления покрытий дает экономический эффект в размере 6-14 руб/м3 ячеистого бетона.

Представляет интерес разработанная НИИСМИ совместно с НИИСК Госстроя УССР и МИСИ им. В.В. Куйбышева технология двухслойных ячеистобетонных плит покрытия, состоящих из конструкционного ячеистого бетона плотностью 800-900 кг/м3 и монолитного теплоизоляционного слоя из ячеистого бетона плотностью 150-200 кг/м3. Выпуск партии таких плит был организован на Белгород-Днестровском заводе. Двухслойные плиты покрытий изготавливаются на одной технологической линии: вначале формируется несущий слой из армированного ячеистого бетона ро=800-900 кг/м3, затем на свежеотформованной поверхности укладывается слой из монолитного теплоизоляционного ячеистого бетонар=180-200 кг/м3. Двухслойная плита подвергается автоклавной обработке и в таком виде, либо с нанесенным после автоклавирования гидроизоляционным покрытием, поступает на строительство.

Постоянно ведутся исследования по расширению областей применения теплоизоляционного ячеистого бетона. В частности, исследования НИИЖБа показывают возможность использования ячеистого бетона в качестве теплоизоляции изотермических резервуаров для хранения сжиженного природного газа при температуре —196° С, что позволяет получить значительный народнохозяйственный эффект.

На Каунасском ЗСИ "Битукас”, экспериментальном заводе ВНИИ теплоизоляции, Темиртауском комбинате ’’Промстройиндустрия” организовано производство акустических плит плотностью 350 кг/м3, прочностью при сжатии до 2 МПа. Толщина плит снижена до 35 мм, что обеспечивает повышение выхода плит из I м3 материала и снижение себестоимости изделий.

На Павлодарском ЖБИ №4 освоено экспериментальное производство двухслойных газосиликатно-пе- нополистирольных плит ("Силипласт”). Осваивается производство штучных звукопоглотителей из ячеистого бетона (’’Порасил”) плотностью около 300 кг/м3 для промышленных зданий.

Они представляют собой прямоугольные плиты из ячеистого бетона размером 450 х 450 х 50 мм со щелевой перфорацией, которую получают путем послеав- токлавной механической обработки на автоматизированной линии. На этой линии ячеистобетонные блоки разрезаются на плиты-заготовки размером 500 х 500 х 55 мм, калибруются по толщине и по периметру, и фрезеруются под фактурный рисунок. Готовый поглотитель обеспыливается и пропитывается водным раствором жидкого стекла.

Звукопоглощающие свойства конструкций из штучных поглотителей исследованы в реверберацион-

ной камере ВНИИтеплоизоляции. Испытывались два вида звукопоглощающих конструкций: плоская облицовка (без относа от жесткого основания) и кулисная (ребром к плоскости) с расстоянием между центрами поглотителей от 0,25 до 0,65 м. Звукопоглощающая способность кулисных конструкций зависит от плотности расположения в них поглотителей. Реверберацион- ный коэффициент таких конструкций более 0,8 для всех частот звука. При одинаковом количестве поглотителей звукопоглощающая способность кулисной конструкции выше по сравнению с плоской на 20-25%.

При применении звукопоглотителей в промышленных помещениях их рекомендуется подвешивать к потолку в кулисном варианте отдельными параллельны- ми рядами или в шахматном порядке. Их можно также располагать над отдельным оборудованием на необходимой высоте.

Производство штучных звукопоглотителей освоено на экспериментальном заводе ВНИИтеплоизоляции.

Себестоимость таких изделий по сравнению с аналогичными минераловатными звукопоглощающими плитами ниже на 1,63 руб/м3, что обеспечивает значительный экономический эффект от их применения.

Широкое применение находит ячеистый бетон и в зарубежной строительной практике при изготовлении армированных стеновых панелей, плит перекрытий, кровельных плит и стеновых блоков.

В ФРГ ячеистобетонные элементы широко применяются при строительстве жилых чердачных помещений (мансард), в которых благодаря постоянной влажности и низкой амплитуде колебаний температуры, даже при значительных колебаниях наружной температуры, создается комфортный микроклимат.

Высокая огнестойкость и звукоизоляционные свойства обусловили применение ячеистобетонных элементов в качестве межкомнатных и межквартирных перегородок.

В строительстве ФРГ практикуется возведение девятиэтажных зданий, в которых наружные и внутренние ненесущие стены изготовлены из ячеистобетонных блоков, а внутренние несущие — из силикатного кирпича.

В ГДР разработан новый ячеистобетонный теплоизоляционный плитный материал для кровель со средней плотностью в сухом состоянии 300 кг/м3 и теплопроводностью 0,1 Вт/(м-° С). Его преимуществами по сравнению с плитами из органических теплоизоляционных материалов являются относительно гладкая и ровная поверхность, высокая точность размеров, стойкость к истиранию незначительное набухание и усадка. Материал был использован для теплоизоляции кровли в два слоя общей толщиной 175 мм со смещенным стыковым швом. Плиты были защищены от атмосферных воздействий битумным покрытием. Критерием оценки качества теплоизоляционного материала является время, за которое достигается высыхание материала до эксплуатационной равновесной влажности. Газобетон обычно высыхает медленно. Поэтому при укладке нового теплоизоляционного материала средней плотностью 300 кг/м3 были предусмотрены следующие технологические и конструктивные меры для снижения его начальной влажности и ускорения высушивания в процессе эксплуатации: эффективная защита каждой плиты от атмосферных воздействий при хранении и монтаже; укладка плит в стык в два слоя со смещенными швами; устройство сети диффузионных каналов в модульной сетке 1200x1200 мм с разрывами через 6 м по краям крыши.

Измерения влажности теплоизоляционных газобетонных плит, имеющих диффузионные каналы, проводили с помощью электронного поверхностного и диэлектрического зондов (разработка Технического университета, г.Дрезден). Испытания показали положительное влияние каналов на уменьшение влажности плит.

Фирмы ’’Итонг” и "Сипорекс” выпускают ячеистобетонные изделия с повышенными теплоизолирующими свойствами для возведения наружных стен зданий. Изделия для наружных стен состоят из двух армированных ячеистобетонных элементов толщиной по 7 см с расположенным между ними слоем жесткого пенопласта толщиной 11 и 16 см. Наибольшая масса изделия 113 — 114 кг. Коэффициент теплопроводности стен толщиной 25 и 30 см равен соответственно 0,25 и 0,2 Вт/(м ° С).

Для внутренних несущих стен применяются элементы толщиной 15 см, для перегородок 7 и 10 см.

Для обеспечения надежной звукоизоляции квартир в многоквартирных домах предусматривается установка двойных стен из плит толщиной 15 см с воздушным зазором или прослойкой из минеральной ваты толщиной от 30 до 80 мм. Швы снабжены эластичными прокладками. Двухслойные стены обеспечивают снижение уровня шума на 56 — 61 дБ, что выше требований шведского стандарта (55 дБ). Последние исследования показали целесообразность перехода к перегородкам, состоящим из двух плит толщиной 12,5 CM, с зазором между ними 10 см [8].

Рядовая продукция из ячеистого бетона на шведских заводах фирм "Итонг” и ’’Сипорекс” имеет высокие показатели. Прочность кубов с ребром 15 см при влажности 8% составляет (в МПа): при средней плотности 500 кг/м3 — 3; 600 кг/м3 -4-5; 700 кг/м3 — 5-6.

На предприятиях Швеции и ФРГ (фирма ’’Хебель”) наблюдается тенденция выпуска крупноразмерных панелей, получаемых путем укрупнительной сборки в заводских условиях.

В Финляндии фирма ’’Лохья Кальккитехдас Cace- ка” по лицензии шведской фирмы ’’Сипорекс” изготовляет ячеистобетонные плиты, которые используются в покрытиях кровли, в междуэтажных и подвальных перекрытиях жилых и промышленных зданий. Ячеистый бетон имеет плотность (в сухом состоянии) 500 кг/м3, прочность 2,5-3 МПа (кубы с ребром 15 см при влажности 8-12%). Плиты изготовляют длиной 3,5 -- м, шириной 50 и 60 см, толщиной от 15 до 30 см. При использовании ячеистобетонных плит в покрытиях другая теплоизоляция не применяется [8].

Во Франции фирмой ’’Сипорекс де Бернон” на полностью автоматизированном заводе ячеистого бетона выпускаются блоки длиной 60 или 75 см, высотой 20 см, толщиной от 15 до 30 см, а также армированные элементы шириной 60 и 75 см. Высокая точность размеров позволяет осуществлять укладку блоков с небольшим зазором при помощи специального клеящего раствора.

Армированные кровельные плиты толщиной 10 — 25 см выдерживают нагрузку 2,5 — 3 МПа, плиты пола той же толщины рассчитаны на нагрузку 3 — 5 МПа.

Номинальная средняя плотность изделий 450 кг/м3; прочность на сжатие (по стандарту P-14-306) — МПа; теплопроводность — 0,17 Вт/(м ° С).

Изготовление составных панелей из ячеистого бетона размером ”на комнату”, у которых имеются окна.

балконные двери, подоконные плиты и отделана наружная поверхность, освоено в ЧССР. Особого внимания заслуживают проводимые в ЧССР работы по комплектации кровельных панелей из ячеистого бетона, при монтаже которых на кровле необходимо только заклеить и отделать швы, установить фонари и профили. Проходят экспериментальную проверку в жилых и большепролетных промышленных зданиях составные кровельные однослойные панели, выполняющие и теплоизолирующие функции. Изучается возможность использования составных ячеистобетонных панелей в качестве верхнего слоя в многослойных кровельных конструкциях.

Представляют интерес выпускаемые в Англии перемычки из ячеистого бетона, известные под фирменным названием Дюрокс. Проектирование и производство осуществляются под фирменным названием Дюрокс. Проектирование и производство осуществляются по британским стандартам в S 5977 (ч.1 и 2), 1983 г. и CPlOO (ч.1), 1972 г. В стеновых конструкциях с такими перемычками исключается образование трещин и обеспечивается однородная основа под штукатурку.

Перемычки Дюрокс производятся двух типов. Перемычки типа А используются в массивных стенах и могут выдерживать нагрузку, рассчитанную на высоту этажа. Область применения перемычек типа С — наружные стены с воздушными прослойками. Перемычка состоит из металлического лотка из малоуглеродистой стали, защищенного от коррозии гальваническим и эпоксидным покрытиями, и балки из ячеистого бетона, располагаемой над воздушной прослойкой. Перемычка типа С обеспечивает высокую теплоизоляцию стен: исключаются проникновение холода, конденсация влаги и другие отрицательные факторы, которые имеют место при использовании перемычек других систем.

Широкое распространение в Англии получили также стеновые конструкции из блоков с тонким швом, применяемые и в некоторых других европейских странах. В таких конструкциях кладка блоков ведется на высокопрочном клеящем растворе толщиной 2-8 мм. Блоки должны иметь минимальные допуски по размерам. По сравнению с обычными конструкциями система соединения блоков с тонким швом обладает существенными преимуществами: количество материала для кладки снижается на 8—90%, увеличивается скорость возведения стен — стены высотой 2,5 -- 3 м можно возвести и оштукатурить в течение одного дня, при этом толщина слоя штукатурного покрытия составляет 3 мм вместо 13 мм при выравнивании стен из обычных блоков. Благодаря использованию такой системы снижается общая масса стены.

Применение ячеистого бетона целесообразно во всех районах СССР. В настоящее время наиболее массовыми районами строительства с применением ячеистого бетона являются: Прибалтика, Белоруссия, Урал, Казахстан, Украина, Удмуртия, гг. Ленинград, Новосибирск, Москва, Астраханская область и др. В последнее время рассматривается вопрос применения ячеистого бетона в районах Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера, где актуально развитие производства местных строительных материалов и повышение тепловой защиты зданий.

Как правило, строительство жилых и общественных зданий с применением конструкций из ячеистого бетона ведется по типовым проектам, разработанным институтами Госгражданстроя СССР и госстроев союзных республик. В настоящее время имеется 51 типовой проект жилых домов и блок-секций с комплексным применением ячеистых бетонов. В некоторых вариантах серий жилых домов ячеистый бетон применен только в наружных стенах. В большинстве проектов общественных зданий каркасно-панельной конструкции ИИ-04 имеется также вариант с ограждающими конструкциями из ячеистого бетона. Количество типовых проектов полносборных общественных зданий, где применяется ячеистый бетон, составляет более 500.

Расширению объемов применения автоклавных ячеистых бетонов способствуют 19 альбомов типовых рабочих деталей и узлов сопряжений стен, перекрытий и покрытий из ячеистого бетона, разработанные головным институтом ЛенЗНИИЭП в составе общесоюзного каталога индустриальных изделий для жилищногражданского строительства.

Сейчас в районах, где имеются предприятия по производству автоклавных бетонов, нет недостатка в типовых проектах жилых и общественных зданий с применением этого прогрессивного материала.

Исследованиями ЦНИИСК им. Кучеренко, НИПИ- силикатобетона и НИИЖБа установлено, что ячеистые бетоны могут применяться в наружных стенах зданий, возводимых в сейсмоопасных районах. Это весьма важно, так как в одиннадцати союзных республиках страны строительство ведется в районах с сейсмическими воздействиями. В 1980 г. НИИЖБом составлено "Руководство по проектированию конструкций из ячеистых бетонов для строительства в сейсмоопасных районах” и соответствующие предложения для главы СНиП II-7 "Строительство в сейсмических районах”.

В течение последних лет проектными институтами Госгражданстроя СССР КиевЗНИИЭП и ЛенЗНИИ- ЭП, Ленпромстройпроектом Госстроя СССР, Эстгипро- сельстроем и Эстонпроектом Госстроя ЭССР в содружестве с НИПИсиликатобетоном, НИИЖБом, Киевским НИИСМИ, Уралпромстройниипроектом созданы новые проекты и рабочие чертежи армированных изделий, рассчитанные на производство их по резательной технологии путем вертикальной разрезки массивов высотой 600 мм. При этом требуемая индустриальность ячеистобетонных изделий достигается путем изготовления составных панелей на механизированной линии укрупнительной сборки.

Разработанные проекты рассчитаны на применение резательного комплекса и линии укрупнительной сборки, разработанных НИПИсиликатобетоном. Для разработки новых проектов зданий НИПИсиликатобетоном совместно с НИИЖБом подготовлены Рекомендации по проектированию ячеистобетонных конструкций, изготавляемых по резательной технологии методом вертикального реза массива высотой 600 мм.

Актуальность дальнейшего развития производства и применения ячеистых бетонов в современном строительстве отмечалась на заседании комиссии РИЛЕМ, проходившей в октябре 1986 г. в г. Борас (Швеция). Были рассмотрены вопросы разработки норм по проектированию конструкций из ячеистых бетонов, создания центра финансирования научных исследований в области технологии ячеистых бетонов, направленных на улучшение качества материала и снижения энергозатрат в производстве и применении, а также изучения возможности применения ячеистых бетонов в сейсмических районах. 

<< | >>
Источник: Зейфман М.И.. Изготовление силикатного кирпича и силикатных ячеистых материалов. 1990

Еще по теме МАТЕРИАЛОВ В СОВРЕМЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ:

  1. Статья 745. Обеспечение строительства материалами и оборудованием
  2. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ СТРОИТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЖБИ И КОНСТРУКЦИЙ
  3. ТЕОРИИ "ТЕЛА" В СОВРЕМЕННОЙ ЯПОНСКОЙ МЫСЛИ (на материале работ Юаса Ясуо и Итикава Хироси)286 Л.Б. Карелова
  4. Сборник методических материалов. Роль традиционных религий в противодействии экстремизму и терроризму: сб. метод. материалов. - Алматы: Институт философии и политологии КН МОН РК. - 150 с., 2011
  5. Коллектив авторов. Мировоззренческие и философско-методологические основания инновационного развития современного общества: Беларусь, регион, мир. Материалы международной научной конференции, г. Минск, 5 - 6 ноября 2008 г.; Институт философии НАН Беларуси. - Минск: Право и экономика. - 540 с., 2008
  6. 2.1. Изучение материалов уголовного дела, составление выписок и копий процессуальных документов, использование для подготовки электронной версии материалов уголовного дела
  7. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
  8. § 2. Особенности отдельных правонарушений в киберпространстве (распространение экстремистских материалов в Интернете; клевета в Интернете; незаконное распространение порнографических материалов в Интернете; нарушение правил интернет-торговли; нарушение авторских и смежных прав в Сети)
  9. Строительство коттеджа из пенобетона
  10. РАЗВЕРТЫВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА
  11. СТРОИТЕЛЬСТВО С ПРИМЕНЕНИЕМ МОНОЛИТНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА