Строительные системы с несъемной опалубкой из мелкоштучных элементов
В практике отечественного строительства все возрастающее применение находит сравнительно новая строительная система, основанная на использовании несъемной опалубки из мелкоштучных элементов в виде пустотелых стеновых блоков.
Особый интерес представляют стеновые пустотелые блоки с разделительными перемычками и стенками небольшой толщины, с пазами для укладки горизонтальной арматуры и замковыми соединениями. Стеновые конструкции из этих блоков возводят в один ряд по толщине и укладкой последующего ряда блоков с перевязкой. Благодаря наличию замковых соединений и точности геометрических размеров кладку блоков производят без применения кладочного раствора. Сквозные пустоты, образующиеся на всю высоту стены при кладке блоков, армируются (при необходимости) и по мере возведения конструкции заполняются бетонной смесью. При заливке бетонной смеси также омоноличивается горизонтальная арматура, укладываемая в пазы изделий через каждые 3–4 ряда блоков. В результате формируется двухэлементная несущая железобетонная стена. Она состоит из горизонтальных армированных перемычек, связывающих ряд вертикальных железобетонных столбов, обрамленных формообразующей оболочкой из однородного строительного материала, подлежащего в последующем отделке (как правило, оштукатуриванию) с наружной и внутренней сторон стены.
Отличительной особенностью рассматриваемой стеновой конструкции является то, что монолитная бетонная решетка внутри стены с несущими столбами и горизонтальными связями имеет «окна», образованные за счет перемычек блоков, площадь которых, как правило, составляет 15–30% от поверхности стены. С точки зрения прочности железобетонной стеновой конструкции, наличие несъемной опалубки данного типа не имеет практического значения [1]. Следовательно, если материал опалубки при достаточной прочности (обеспечивающей транспортабельную и монтажную прочность изделия) имеет высокие характеристики по теплоизоляции и паропроницаемости, а также пониженную влажность и плотность, то стеновая конструкция становится теплотехнически эффективной, «дышащей» и облегченной, без потери несущей способности.
Таким образом, четкое разграничение данной стеновой конструкции на несущий и теплотехнический элементы, с использованием максимально легкой, теплофизически высокоэффективной несъемной опалубки, приводит к формированию наиболее рациональной конструкционной схемы, которая обладает достоинствами несущих монолитных железобетонных стен и теплотехнически эффективных однослойных, легких, но самонесущих конструкционно-теплоизоляционных стеновых конструкций. В результате улучшаются строительно-монтажные, эксплуатационные и экономические показатели строительной системы, а именно:
- создаются надлежащие условия для отвода технологической воды из отформованного бетона и его твердения, особенно в условиях зимнего бетонирования;
- снижается трудоемкость кладки стеновых конструкций, ускоряются сроки их возведения, устраняется необходимость применения сложных транспортно-подъемных механизмов;
- уменьшается нагрузка на фундамент и несущие конструкции зданий;
- достигается максимально высокая двухсторонняя теплоизоляция стеновой конструкции и приобретение ею оптимальных характеристик по теплоемкости и тепло-инертности, устраняется возможность накопления влаги в конструкции стены, обеспечивается ее долговечность, создаются надлежащие комфортные и санитарно-гигиенические условия проживания при значительной экономии денежных средств на обогрев и кондиционирование помещений;
- облегчается развитие в элементах стеновых конструкций и их соединениях пластических деформаций, повышающих устойчивость сооружений; упраздняется возникновение нежелательных поперечных воздействий на несущий железобетонный каркас зданий, особенно в условиях сейсмических нагрузок;
- повышается эффективность использования зданий при надстройке, особенно на объектах с плоской кровлей, так как вес надстроенной части, как правило, становится меньше, чем вес типовых слоев кровли. Благодаря этому устраняется необходимость усиления фундамента объекта. Все это позволяет проводить строительные работы без отселения жителей. В результате ускоряются темпы строительства, а затраты снижаются на 35–40% [2];
- минимизируется толщина стеновой конструкции при удовлетворении заданного сопротивления теплопередаче стеновой конструкции. В результате увеличивается фактическая полезная площадь помещений строящихся объектов и, следовательно, повышается экономическая привлекательность системы для инвестиционных строительных фирм, застройщиков и риэлторов.
Перечисленные преимущества повышают эффективность и конкурентоспособность системы для строительства зданий как малой, так и повышенной этажности, возведения стенового заполнения железобетонного каркаса многоэтажных зданий, в том числе в сейсмических регионах.
На отечественном рынке несъемные опалубки из легких мелкоштучных элементов с повышенными теплотехническими показателями представлены тремя основными видами изделий: пенополистирольные пустотелые блоки строительной системы «изодом» и его разновидности (ГОСТ 15588-86, ТУ 2525140-008-0142789-97), пустотелые полистиролбетонные стеновые блоки «симпролит» (ГОСТ Р 51263-99, ТУ 5741-003-52775561-2003), пустотелые блоки «дюрисол» из деревобетона типа «арболит» (ГОСТ 19222-84, ТУ 5768-147-46854090-03) и его аналог — блоки «бризолит». Эти изделия и стеновые конструкции из них значительно различаются своими физико-механическими, теплотехническими и эксплуатационными свойствами, а единого нормативного документа на опалубки такого типа нет, что усложняет задачу оценки технико-экономической эффективности предлагаемых материалов с точки зрения оптимального выбора для практической реализации строительной системы. Применение мелкоштучных пустотелых блоков одновременно в качестве несъемной опалубки самонесущих стеновых блоков и эффективного теплотехнического элемента конструкции позволяет определить оптимальные требования к рассматриваемым материалам и к стеновым конструкциям из них на основе общестроительных требований и нормативных теплотехнических показателей:
- теплопроводность в сухом состоянии и при условиях эксплуатации А и Б — ниже 0,1 Вт/(м 0С);
- паропроницаемость — 0,1–0,15 мг/(м·ч. Па);
- массовое отношение влаги в материале, при условиях эксплуатации А и Б — ниже 10 %.
К ним должны предъявляться также следующие общестроительные требования: достаточная прочность для транспортирования и монтажа, пониженная отпускная влажность, пожаробезопасность, морозостойкость, гигиеничность, возможность армирования и подгонки геометрических размеров, наличие адгезии к штукатурным покрытиям и др.
Ниже приводятся сравнительные характеристики и особенности, свойственные данным строительным материалам, не нашедшие отражения в таблице.
Низкая паропроницаемость пенополистирольных пустотелых блоков приводит к необходимости оборудования зданий, построенных из этих материалов, системой принудительной вентиляции. Стеновая конструкция из предлагаемого варианта пустотелого пенополистирольного блока не отвечает нормативным требованиям по теплозащите жилых зданий, принятых для Москвы и северных регионов страны. Это требует увеличения толщины блока минимум до 30 см, что удорожает изделия и возводимые из него строения. Поскольку герметичная опалубка ограничивает отвод воды, в процессе строительства нужно контролировать ее содержание в бетонной смеси, в том числе применением пластификаторов. Материал имеет пониженную адгезию, что несколько усложняет технологию штукатурных работ. Отмечается также склонность пенополистирольных форм к усадке в процессе отверждения бетона, приводящая к нарушению размеров и смещению дверных и оконных проемов [1]. Необходимость устройства противопожарных рассечек вокруг окон, наружных дверей, на уровнях плит перекрытия и др. усложняет строительные работы по возведению стен.
По поручению Департамента строительства г. Москвы ГУП «НИИМосстрой» провел контрольные испытания ограждающих конструкций строительной системы «симпролит» (наружные стены, внутренние перегородки, плиты перекрытия с монолитной стяжкой из «симпролит» полистиролбетона), включающие и натурные акустические испытания. Они подтвердили высокие теплотехнические и звукоизоляционные характеристики этих конструкций, удовлетворяющие требованиям СНиП 23-02-2003 и СНиП 23-03-2003 соответственно. Полученные данные, а также аналогичные исследования, проведенные в НИИ строительной физики РААСН, установили, что оштукатуренная с двух сторон наружная стеновая конструкция из блоков этой системы марки Д 200–250 и с толщиной 300 мм, обеспечивает нормативное сопротивление теплопередаче практически для всех климатических зон России (материал применен при строительстве аэропорта г. Анадырь). Благодаря запатентованному составу, материал характеризуется повышенной гидрофобностью, пониженной эксплуатационной влажностью, хорошей адгезией, гигиеничностью, огнестойкостью и экологической безопасностью (имеются соответствующие сертификаты РФ). Это единственный негорючий вид полистиролбетона. В отличие от пенополистирола, материал не подвержен геометрическим деформациям при повышенных температурах (выше 70 0С), за счет наличия твердого структурного минерального каркаса. Хорошая адгезия, низкая влажность и жесткая структура материала позволяют наносить на его поверхности тонкий слой штукатурного покрытия незамедлительно после возведения стены. Низкая теплопроводность и влажность, высокая морозостойкость и паропроницаемость блоков данной системы являются залогом долгосрочного, надлежащего температурно-влажностного функционирования стеновых конструкций и обеспечения здорового микроклимата в помещениях. Показатели упруго-пластических свойств этого материала придают изделиям необходимую транспортабельную и монтажную прочность, а стенам из них — стойкость к сейсмическим и динамическим ударным воздействиям, что подтверждается положительным 5-летним опытом производства, транспортировки на дальние расстояния и применения этого материала в практике отечественного и зарубежного строительства при возведении зданий различного назначения.
Строительная система «симпролит» отличается также следующими признаками:
- полистиролбетонная смесь легко приготовляется и применяется в строительных условиях при монолитной тепло- и звуко-изоляции конструкций кровли и межэтажного перекрытия (в данный момент — при реконструкции пассажирского терминала аэровокзального комплекса «Домодедово»);
- система предусматривает использование полистиролбетонных плит жесткой структуры с толщиной 30–120 мм, готовых к оштукатуриванию, для теплоизоляции наружных стен зданий. Плиты с толщиной 100 мм укладываются также в опалубках при бетонировании каркасных балок и колонн с целью их теплоизоляции. При этом кладку стеновых блоков «симпролит» производят с выступом за внешним контуром здания также на 100 мм. Все это обеспечивает высококачественную теплозащиту и отделку каркасных зданий, увеличивает полезную площадь ограждаемых помещений.
Пустотелые блоки «дюрисол» и «бризолит», представляющий по сути материал деревобетон, получаемые на основе древесной щепы, цементного вяжущего и модифицирующих добавок (включающих антипирены, антисептики, гидрофобизаторы и др.), имея сравнительно высокую плотность и влажность, уступают двум выше упомянутым материалам по весу изделий и конструкций, а полистиролбетону — также по температурно-влажностному режиму эксплуатации. Высокая начальная влажность и водопоглощение требуют удлинения срока выдержки возведенных стен до нанесения штукатурки и проведения мероприятий по их защите. Сравнительно высокая теплопроводность материала обусловливает включение в конструкцию блоков толстостенных пенополистирольных тепло-изоляционных вкладышей (до 155–175 мм). Это приводит к необходимости соответствующего расширения сквозных пустот и, следовательно, увеличения толщины блока до 400 мм, что экономически проигрышно. В целом же материал отвечает требованиям рассматриваемой строительной системы с несъемной опалубкой и представляет интерес для строителей, о чем свидетельствует зарубежный и отечественный опыт его применения при строительстве жилых и административных зданий.
Несмотря на различие рассмотренных материалов по технико-экономическим показателям, преимущество строительной системы, основанной на их применении, по сравнению с широко распространенными теплоэффективными несущими стеновыми системами из традиционных материалов, очевидно.
Изложенный материал, а также накопленный опыт строительства практически во всех регионах страны, свидетельствуют о перспективности применения представленной системы несъемной опалубки для строительства доступного, комфортного, надежного и экономного в эксплуатации, жилья и других видов сооружений.
Однако на сегодняшний день данная строительная система с применением несъемной опалубки из мелкоштучных элементов в основном используется в секторе малоэтажного домостроения. Для расширения сферы внедрения и четкого определения областей применения, в том числе в секторе многоэтажного строительства, необходимо повышение уровня проектно-конструкторского обеспечения системы для зданий различной категории сложности и этажности, с учетом применяемого вида несъемной опалубки. Это требует проведения следующих мероприятий: 1. разработки рекомендаций по проектированию и монтажу конструкций и типовых узлов из каждого вида блоков; 2. проведения натурных исследований конструкций из этих материалов в различные периоды года, с определением фактического сопротивления теплопередачи, а также проведения испытаний элементов конструкций на несущую способность и деформативность при динамических и статических воздействиях.
Литература
1. «Системы несъемной опалубки» // Журнал «СтройПРОФИль», №3, 2006.
2. Ресин В. И., Дмитриев А. Н. «Железобетон в московском строительстве — ступень вверх» // Журнал «Промышленное и гражданское строительство», №10, 2005.
3. Научно-технический отчет ГУП «НИИМосстрой».
| Автор: В. Ф. Коровяков, Т. Е. Кобидзе Дата: 11.12.2006 Журнал Стройпрофиль 8-06 Рубрика: бетоны и жби: технологии, оборудование Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |