Ограждающие конструкции многоэтажных зданий из пенополистиролбетона
Современные нормы проектирования теплозащиты зданий (СНиП 23-02-2003, СП 23-101-2004, а также многочисленные территориальные нормы) значительно ужесточили требования к теплотехническим параметрам ограждающих конструкций многоэтажных зданий. С введением новых норм теплозащиты стали неэкономичными и практически отошли в прошлое однослойные наружные стены из кирпича или керамзитобетона. Согласно указанным нормам даже двухслойные стены с внутренней частью из конструкционно-теплоизоляционного ячеистого бетона толщиной 300-400 мм, часто не удовлетворяют предъявленным требованиям по теплопередаче.
Для удовлетворения новых нормативных требований, в отечественном многоэтажном домостроении стали широко применять трехслойные легкие ограждающие конструкции с утеплителем из базальтовой ваты, наружным облицовочным слоем из кирпича и внутренним слоем из ячеистых стеновых блоков. Однако, в процессе изготовления и монтажа таких стен выяснилось, что они не только обладают высокой трудоемкостью и высокой стоимостью. Очень часто происходит разрушение облицовки таких стен, что связано как с низким качеством материалов, так и, главным образом, низкой квалификацией каменщиков, недостаток которых ощущается по всей стране. Это привело к тому, что трехслойные ограждающие конструкции были либо запрещены (г. Москва), либо существенно ограничены на территории Российской федерации.
В последнее десятилетие все более широко применяются энергоэффективные многоэтажные здания из монолитного железобетона со смешанной конструктивной системой и ненесущими наружными стенами, являющимися заполнением каркаса. Наружные стены многоэтажных зданий, имея большую площадь, оказывают значительное влияние на общую сметную стоимость здания, так как сметная стоимость их возведения составляет до 15% от общей стоимости возводимого здания и в 1,8-3,7 раза выше сметной стоимости возведения внутренних несущих стен и перекрытий. В связи с этим, одним из основных, актуальных направлений энерго- и ресурсосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве является повышение потребительских свойств наружных стен при снижении их сметной стоимости.
Почти повсеместное использование в ограждающих конструкциях мелкоштучных стеновых блоков из ячеистых бетонов или полистиролбетона довольно трудоемко и не отвечает требования индустриализации строительства. Сегодня на первое место выдвигается технология устройства наружных стен многоэтажных зданий из монолитного полистиролбетона в переставной или несъемной опалубке. Монолитный полистиролбетон имеет целый ряд неоспоримых преимуществ перед ячеистыми бетонами. У них при одинаковой плотности выше прочность на сжатие и растяжение, меньше коэффициент теплопроводности, эти бетоны более надежны в работе, что немаловожно при перекосах стен и, наконец, усадка монолитного полистиролбетона существенно меньше усадки монолитного пенобетона (соответственно не более 1,0-1,5 мм/м и до 8,0 мм/м).
Применение монолитного полистиролбетона — это новый взгляд на многоэтажное строительство. Преимущества монолитных конструкций заключаются в высокой скорости монтажа и технологичности производства по сравнению с традиционной работой каменщиков. Отсутствие вертикальных и горизонтальных швов, присущих кладке из блоков, повышает термическое сопротивление стены (увеличивает коэффициент термической однородности). При этом достигается и высокая экономическая эффективность таких стен, так как стоимость монолитного полистиролбетона, с учетом его укладки в конструкции стен, ниже стоимости стен из мелких блоков. При применении монолитного полистиролбетона отпадает необходимость резки полистиролбетонных блоков на строительной площадке и исключаются, связанные с ней, отходы (обрезки). Исключаются также затраты на транспортировку, погрузку-разгрузку, бой, подъем на этажи стеновых блоков.
Стены из монолитного полистиролбетона могут выполняться как в несъемной опалубке, так и в инвентарной переставной опалубке.
 |
 |
В качестве наружного слоя стен в несъемной опалубке может быть использована облицовочная кладка в один или полкирпича, а также скорлупы из бетона или армоцемента. Внутренняя опалубка таких стен может быть выполнена из двух слоев влагостойких ГКЛ, магнезиальных листов или ЦСП, а в случае применения съемной опалубки – мелкощитовая переставная опалубка из пластика, ОСП или фанеры. В целях обеспечения требуемого пожарного и влажностного режима наружных стен, внутренняя поверхность стен должна быть оштукатурена цементно-песчаным раствором толщиной слоя не менее 20 мм.
В каркасном многоэтажном домостроении замена обычно применяемых минераловатных или полистирольных утеплителей монолитным пенобетоном (полистиролбетоном) обеспечивает пожаростойкость и долговечность зданий. Благодаря хорошей паропроницаемости материалов, при применении «дышащей» несъемной опалубки не требуется обязательное применение приточно-вытяжной вентиляции.
 |
Вариант устройства двухслойной наружной самонесущей стены с облицовкой фасадной стороны лицевым пустотелым или полнотелым керамическим кирпичом, внутренним слоем из монолитного полистиролбетона, оштукатуриваемого цементно-песчаным раствором, приведен на рисунке. Облицовка стен лицевым керамическим кирпичом используется в качестве несъемной (оставляемой) опалубки. При этом она должна быть проверена расчетом на давление полистиролбетонной смеси и при необходимости усилена временными креплениями, установленными при возведении стены.В стенах с применением монолитного полистиролбетона предусматривается расчетное или (и) конструктивное армирование, в т.ч. продольной арматурой, препятствующей появление и развитие усадочных трещин, и поперечной арматурой в виде сеток, препятствующая осадке полистиролбетона. Эти сетки по высоте стены располагаются с шагом не более 600 мм. Конструктивное армирование предусмотрено у наружных и внутренних поверхностей стены, под и над оконными (дверными) проемами, в местах резкого изменения размеров сечения стены и в углах здания.При армировании стен устраиваются выпуски арматуры из проволоки Ø3 BpI (Ø3 ВI) для крепления облицовки из кирпича или сетки штукатурного слоя. Выпуски закрепляются к арматуре стены с помощью вязальной проволоки. Они пропускаются через отверстия в опалубке. После снятия опалубки концы выпусков загибаются для образования крючков, к которым затем привязывается стальная сетка штукатурного слоя или стержни Ø6 АI расположенные в горизонтальных швах кирпичной кладки. Выпуски (штыри из проволоки) располагаются с шагом 600 мм по горизонтали и 300…400 мм по вертикали.Кирпичная облицовка и армированные штукатурные слои толщиной 20 мм защищают полистиролбетон стен от огневого воздействия при пожаре. Железобетонное перекрытие, на которое опирается монолитный полистиролбетон, в стенах с кирпичным фасадом имеет термовкладыши из эффективного негорючего утеплителя. |
Чтобы защищать термовкладыши от контакта с монолитным полистиролбетоном при его укладке, над ними укладываются плоские асбестоцементные листы. бетонирование монолитным полистиролбетоном стен нижележащего этажа.
Подробнее технология возведения ограждающих конструкций из монолитного полистиролбетона представлена в соответствующих Рекомендациях. Между перекрытием и расположенным под ним монолитным полистиролбетоном стены предусмотрен зазор (деформационный шов), заполняемый сжимаемым негорючим материалом. Ширина зазора должна быть не менее прогиба перекрытия при длительном действии полной нагрузки на него.
Толщина части стены из монолитного полистиролбетона определяется прочностным и теплофизическим расчетами, а также возможностями применения унифицированной съемной опалубки.
 |
 |
Стены, изготовленные по данной технологии, при высокой конструктивной прочности обладают высокими теплоизолирующими свойствами, имеют отличное звукопоглощение. Каркасная система стен и фундамент позволяют строить комфортные долговечные дома в районах с сейсмической опасностью, на заболоченных участках, в районах с вечной мерзлотой.
Разработаны рецептуры специальных нерасслаивающихся при перекачке насосами и укладке в конструкцию стены полистиролбетонов марок по прочности D200-D800 с высокими прочностными и теплофизическими свойствами (торговая марка СТИРОКРЕТ™). Отличительной особенностью разработанных составов является их малая усадка или ее полное отсутствие (при применении в качестве минерального вяжущего расширяюшегося цемента), повышенная прочность на сжатие и растяжение по сравнению с нормативами (ГОСТ Р 52…..), высокая однородность и нерасслаиваемость при перекачивании насосами и укладке в стену.
 |
Приготовление бисера пенополистирола, а также полистиролбетона производится нами непосредственно на месте укладки в специальных растворосмесителях с последующим транспортированием семи к месту укладки в конструкцию стены героторными насосами. При необходимости, полистиролбетонная смесь подвергается уплотнению электромеханическими вибраторами.
Конструкции стен многоэтажных зданий согласованы с нормами, разработанными в НИИИЖБ и ВНИИЖелезобетон. Однослойные стены выполняются в несъемной опалубке под последующее оштукатуривание по стальной или полимерной сетке с наружной стороны (класс прочности полистиролбетона на сжатие не менее В 3,5, марка полистиролбетона по плотности D500. Двухслойные самонесущие стены выполняются толщиной 300 мм с наружной верстой из облицовочной кладки керамическим кирпичем толщиной в полкирпича. |
Двухслойные самонесущие стены выполняются толщиной 300-400 мм с наружной верстой из облицовочной кладки керамическим кирпичем толщиной в полкирпича.
Согласно применяемой технологии, бетонирование стен производится в два приема высотой яруса 1,0-1,2 м. Армирование стен производится сетками из стержневой арматуры диаметром 6 мм (класса А-2400). Шаг колонн или поперечных стен не должно превышать 5,4 м.
Стены рассчитываются по теплотехнике (коэффициент теплопередачи не менее 3,75 м…), прочности на изгиб из плоскости стены на ветровые нагрузки, прочности на выдергивание анкеров при навеске фасадов
Конструкции с использованием монолитного полистиролбетона применяются в зданиях различного назначения: жилые, общественные (школы и одноэтажные больницы, административные и бытовые здания общественного назначения и промышленных предприятий) с использованием различных несущих конструкций (монолитного и сборного железобетона, стального каркаса и др.).
Высокопоризованные (объем воздухововлечения до 30%) и практически нерасслаивающиеся полистиролбетонные смеси изготовляются непосредственно на строящемся объекте, транспортируются бетононасосами и укладываются в опалубку без виброуплотнения с помощью специальной мобильной установки.
Преимущества предлагаемой нами технологии:
1. Великолепные санитарно- эпидемиологические показатели: превосходная комфортность проживания в зданиях из монолитного полистиролбетона хорошая паропроницаемость, экологическая чистота.
2. В отличие от ячеистого пенобетона полистиролбетон является безусадочным, либо весьма мало усадочным (не более 1,0 мм/м) материалом высокой трещиностойкости. Сорбционная влажность полистиролбетона на 30-50% меньше ячеистого пенобетона, что делает его проектные теплотехнические параметры значительно более надежными.
3. Низкая сорбционная влажность, малое водопоглощение (не более 4-5% по массе). Конструкции из монолитного полистиролбетона являются сухими. в случае в аварийных ситуациях намокания конструкций, полистиролбетон и изделия из него быстро высыхают, без потери прочности
4. Монолитный полистиролбетон имеет самый высокий коэффициент отношения теплоизолирующей способности к плотности между аналогами.
5. Возможность проектировать и возводить дома с любой сложностью архитектуры, включая любые криволинейные поверхности.
6. Высокие темпы строительства: это объясняется простой конструкцией сборки из унифицированных изделий.
7. Строительство можно вести круглогодично, т.к. полистиролбетон возможно заливать и при отрицательных температурах, с добавлением необходимых компонентов;
8. Низкая себестоимость строительства: достигается за счет низкой себестоимости стеновых материалов; экономии транспортировки, т.к. материалы каркаса, внутренней и наружной стены, перекрытия могут быть доставлены одним рейсом и складированы на стройплощадке. Основной объем стен приготавливается на объекте.
9. Возможность применения различных видов и способов отделки, от штукатурки до навесного фасада.
10. Применение монолитного полистиролбетона снижает себестоимость строительства по сравнению с трехслойными стенами на 30-40%.
Практика показывает, что на одном 16-ти этажном доме с периметром 400-500 м за счет применения монолитного полистиролбетона плотностью 300 кг/м3, заливаемого между стенкой из полкирпича и водостойким гипсокартоном или стекломагнезиальным листом образуется дополнительная жилая площадь более, чем в 1000 м2, по сравнению с применяемыми газобетонными блоками. Кроме того, экономится около 10.000.000 руб. по сравнению с утеплением более дорогостоящими блоками, их боя, затрат на раствор или клей, кладку, применение кранового оборудования, перемещение по стройплощадке и этажам, вывоз мусора и т. д.
Технология использования полистиролбетона отработана во всех элементах конструкции: стенах, крышах, мансардах, чердаках, перекрытиях и подвалах, — в том числе и при проведении работ в зимнее время.
С каждым днем монолитный полистиролбетон открывает новые возможности использования не только в строительстве и ремонте зданий, но и в строительстве дорог, железнодорожных путей, создании звукопоглощающих панелей и многом другом