Особенности проектирования объектов с наружными ограждающими конструкциями из ячеистого бетона

24.07.2008 14:29
Просмотров: 7 665
Версия для печатиОтправить по email

Кацынель Р.Б., главный инженер УП «Институт Гродногражданпроект», Заслуженный Строитель Республики Беларусь                                                  

 

Особенности проектирования объектов с наружными ограждающими конструкциями из ячеистого бетона

 

В 60-е годы прошлого столетия в Гродненской области появился абсолютно новый материал – силикатобетон, плотный и ячеистый. Его производство было начато под надзором ученых Ленинграда и Таллинна и поставщиков технологии из ГДР. И с 1967 г. этот материал начал победное шествие по городам и весям. И только потом, с годами, мы смогли оценить его высокие физико-технические качества, а также достоинства в снижении трудоемкости строительства жилья.

И если мы, гродненцы, после такого опыта, без этого материала уже не мыслим строительства жилья и других объектов, то еще 10-15 лет тому в центре республики надо было убеждать представителей отрасли в исключительных качествах этого материала: высокоэффективного и экологически чистого, изготовленного из местных ресурсов – извести и песка.

А начиналось все с типовой серии жилых домов и общежитий 1-434с. Первый дом, так называемый «с зубром», построен по ул.Горького в г. Гродно (рис. 1).

Это были простейшие схемы зданий с поперечными несущими стенами из наборных панелей из плотного силикатобетона толщиной 20 см и объемной массой 1900 кг/м3. Наружные стены предусматривались из газосиликатных панелей двухрядной разрезки толщиной 24 см и объемной массой 700 кг/м3. Из-за неизученности газосиликата и его работы в атмосферных условиях Гродненщины с его довольно влажным климатом наружная отделка панелей предусматривалась присыпкой белой мраморной крошкой на латексе. Из-за этого дома были довольно однообразные. Некоторое разнообразие придавали приставные лоджии-этажерки, опять же из панелей плотного силикатобетона, крепящиеся к каркасу дома тяжами из арматурной стали, видимо, не совсем долговечными.

Потом отделку газосиликатных панелей начали делать в двух вариантах: кроме крошки применяли еще и мелкую керамическую плитку на клею – латексе.

Сегодня уже известно, что и тот и другой тип отделки наружных поверхностей панелей был неправильным, создающий паронепроницаемый наружный слой. Это был недостаток, который погашался (это установлено жизнью) высоким уровнем гигроскопичности материала, его легкой проветриваемостью и высыханием, т.е. отдачей влаги в другие стороны.

На основе изучения газосиликатных стен в условиях эксплуатации установлено, что из-за легкой паропроницаемости влага в конструкции не держится, а газосиликат остается в любое время года (даже в самое осеннее ненастье) с влажностью не более 6 %. Поэтому после изучения этого факта, по инициативе гродненцев был снижен нормируемый коэффициент теплопроводности для газосиликата в условиях эксплуатации.

Этот факт явился причиной еще одного интересного явления. В отличие от постоянно протекающих швов в крупнопанельных домах с толщиной наружных стен 30 см и наличием в горизонтальных стыках панелей гребня при их тщательной герметизации, у газосиликатных стен с толщиной 24 см и абсолютно плоских горизонтальных стыках без гребня за всю историю строительства домов в г. Гродно не было случаев протекания швов. В то время как по панельным домам жалобы встречаются не менее, чем в 50% случаев. А им сопутствуют многочисленные последующие ремонты швов.

При этом надо учесть, что панельные дома монтируются опытными постоянными монтажниками-профессионалами, причем только в городах: Гродно, Лиде, Волковыске и Слониме.

Газосиликатные же дома пошли по всей области и, прежде всего, по периферии, где монтажом занимались строители разных специальностей, а герметизация швов была чисто символической. И, тем не менее, швы не промокали. Напрашивается вывод, швы в газосиликате, практически открытые, только на цементном растворе, работают лучше, чем герметизированные. Не было жалоб на дискомфорт проживания. Это при условии применения старой столярки, которая при неплотностях обеспечивала нормальный приток воздуха и его обмен. Причем окна в этих домах устанавливались в проемы без четвертей.

В домах первой серии перекрытия были применены из железобетонных многопустотных плит. При их предельно малом опирании требовалась большая точность монтажа, соединения плит между собой и создания неразрывного диска. В нормальных условиях это, как правило, обеспечивалось.

В этой же первой серии с теми же конструкциями были созданы три типа общежитий: 5-этажные на 245 и 395 мест и 9-этажные на 745 мест.(2305) Они успешно строились в городах и нормально обеспечивали комфорт проживания.

Кроме 5-этажных больших домов на 60 и 80 квартир мы в институте на их базе вынуждены были спроектировать дома меньше: на 40 квартир (5 этажей) и 16 квартир (4 этажа). Они нашли больше применения, чем исходные типовые.

Массово по деревням применялся типовой одноквартирный дом.

Вскоре, лет через десять, на смену серии 1-434с пришли дома, элементы которых изготавливались на новой линии по конвейерной технологии из плотного силикатобетона: внутренние стеновые панели размером на комнату, толщиной 18 см и плиты перекрытий длиной до 6 м и толщиной 16 см. Газосиликатные панели остались теми же, двойной разрезки, но толщиной 30 см. Это стало новым шагом по совершенствованию домостроения в жилье. Здесь появились наряду с 5-этажными домами и 9-этажные (2306).

Фактически на симбиозе Гродненского комбината строительных материалов и монтажных организаций гродненских трестов появился новый тип ДСК, наряду с известным нам крупнопанельным.

Жилые дома с встроенными лоджиями вместо приставных балконов можно увидеть по городам более массово. Причем они, как и старые 1-434с, имели короткие секции (по 2 квартиры на площадке, Р-2-3), что жильцами приветствовалось. Однако, в те 70-е и 80-е годы, когда крупнопанельное домостроение было довольно однообразным (серия Гр-116 имела только одну секцию), градостроителям требовались дома более богатой архитектуры и с большим разнообразием. Вот тут-то и выручили архитекторов конструкции силикатобетонных домов. Началось активное развитие этого типа строительства домов в симбиозе с другими конструкциями. Это стало отличительным признаком  гродненской конструктивной школы.

По инициативе главного архитектора нашего института Мазнички И.Н. первыми представителями стали жилые 5 и 9, а затем и 13-этажные дома с несущими стенами из кирпича и наружными газосиликатными панелями. Это позволило уйти от жесткой прямоугольной планировочной схемы и создать интересные по форме здания, которые стали лучшими объектами для застройки городских магистралей и создания городского силуэта. Особенно это характерно для улицы Горького в г. Гродно. Вероятно не случайно застройка этой улицы  стала символом Беларуси на Союзном телевидении. (2304).

В микрорайонах в те времена оставались незастроенными места высотных точек. Надо было найти что-то индустриальное. И здесь выручил силикатобетон, который при проверке на 5 и 9-этажном жилье не использовался на всю несущую способность. Посчитав хорошо, в институте решили на базе изделий 88 серии создать Г-образный 12-этажный дом. Вскоре такой дом был запроектирован и размещен в большинстве старых микрорайонов, что сразу придало городу задуманный силуэт.

Для села был запроектирован 2-х квартирный жилой дом с интересными квартирами в двух уровнях. И он широко пошел по области. Характерным для него явилась то, что впервые плиты покрытия дома приняты из газосиликата толщиной 40 см, которые совместили в себе 2 функции – конструктивную и теплозащитную. Плиты были изготовлены с уклоном верхней поверхности, по которой сразу наклеивался рулонный кровельный ковер. Поистине идеальное покрытие получилось: теплое, непромокаемое, сухое.

Такого типа плиты покрытия применялись ранее в панельном домостроении, но по верху железобетонных панелей. Использовались они неоднократно и в других домах.

Очень интересным был опыт создания в 1976 году дома-гибрида, в котором использованы внутренние стеновые панели и панели перекрытия домостроительного комбината, а наружные панели выполнены из газосиликата размером на одну и две комнаты. Панели (типа «бублика») собирались на Гродненском КСМ из более мелких штучных панелей на клею и тяжах, а затем в готовом виде поставлялись на стройку на монтаж. Опыт удался. Дом существует в прекрасном виде уже 30 лет.

Надо сказать, что опыт этот достоин продолжения и распространения и сегодня, когда на стройке не хватает остро рабочей силы, и очень желательно иметь на площадке готовые элементы с выполненной наружной отделкой. Их можно было бы собирать на комбинате из мелких блоков.

Далее – более. Нельзя было пройти и мимо строительства каркасных зданий, где вместо неэффективных панелей из керамзитобетона и трехслойных из железобетона лучше было применять газосиликатные панели, которые эффективнее по теплозащите и лишены промокаемости. Выпуск таких панелей организовал Сморгонский КСМ, которые широко использовались для строительства каркасных зданий школ, административных и других зданий, а также для применения для наружных стен детсадов с кирпичными несущими стенами.

Таким образом, Гродненщина без ячеистого бетона просто стала невообразимой. Проводились здесь в жизнь и другие технические решения с использованием ячеистого бетона, как очень прогрессивного и эффективного материала. Часть этих новшеств совпали по времени с повышением нормативов по теплозащите зданий, где вместо 1 вт·м2/ºС для стен установлено R=2. Здесь не было уже необходимости и целесообразности погони за изготовлением массовых форм для изделий стен большей толщины. Поэтому было решено уйти на стены толщиной 400 мм из мелких блоков с меньшей плотностью γ=400 кг/м3. Это давало реально R>2. И такие стены пошли применяться везде – как в каркасных зданиях, так и в зданиях домов с несущими стенами из кирпича.

Именно эта система сейчас массово используется трестами № 30, Гроднопромстрой, Гродносельстрой. Практически нет сейчас строек, где не применялись бы наружные стены из газосиликатных блоков. Трехслойные стены с эффективным утеплителем применяются редко, трудоемки и, как оказалось, имеют свои недостатки по гарантии удаления пара из стен.

В каркасном строительстве первым опытом применения мелких блоков стало здание школы № 45 в микрорайоне «Девятовка-3» (2300), где каркас простоял под открытым небом несколько лет из-за перерыва в финансировании, панелей необходимой толщины под новые требования уже не стало, а стены требовалось достроить. Выручили газосиликатные блоки, они были выложены без поэтажного опирания на плиты перекрытия трехэтажного здания.

Это уже на последующих каркасных зданиях (по предложению БелНИИС) наружные стены из мелких блоков стали поэтажно опирать на плиты перекрытия, придумывая сложные устройства. На строящемся комплексе Психдиспансера (2317) блоки стали опирать частью постели на плиты, что оказалось более удобным и менее дорогостоящим.

Очень интересным оказался опыт строительства в микрорайоне «Девятовка» двух 12-этажных домов с внутренними конструкциями стен и перекрытий из плотного силикатобетона, а наружными стенами уже из мелких блоков (2297, 2298) Причем стены наружные выполнены самонесущими с опиранием на фундаменты и связями с внутренним остовом. Деформативные свойства газосиликата оказались такими, что трещины между наружной стеной и внутренними конструкциями не проявились и в период эксплуатации.

Великолепный оказался опыт использования ячеистого газосиликата в качестве несущих стен. Впервые это решение было применено при строительстве городка Рось, где все стены, как внутренние, так и наружные, двухэтажных зданий детсада, КБО и торгового центра выполнены из мелких ячеистых блоков (rss). Результат великолепен. Такое решение иногда применяется нами и для возведения четырех верхних этажей высоких домов или строительстве жилья до четырех этажей.

Часто используются газосиликатные блоки для наружного утепления зданий при капремонте. Образцом может служить Гродненский аквацентр (2301). Иногда при необходимости производится утепление стен изнутри с пароизоляцией их. Это бывает необходимо при реставрации зданий, где нельзя нарушать фасад.

Массово используются газосиликатные плиты для устройства перегородок более капитального типа, нежели каркасные из гипсокартонных листов.

Была попытка внедрить газосиликатные плиты перекрытия в железобетонном кольце по типу каркасных зданий со скрытыми ригелями и пустоткой (каркас МВБ-1), однако из-за скорости строительства 102-квартирного собственного дома дело не решилось. В конце концов, на высотных домах с внутренним монолитным каркасом и Гродножилстрой обратился к мелким блокам из газосиликата для наружных стен.

Таким образом, ячеистый бетон на Гродненщине осуществил за 40 лет победное шествие и пропел свою оду.

(2310, 2311).  (2296, 2318)

Свою эволюцию прошла и наружная отделка газосиликата. Вначале была посыпка мраморной крошкой на латексе, затем керамическая плитка, посыпка мелким керамзитом на латексе. Но, в конце концов, дело пришло к легким штукатурным системам с использованием сухих смесей. Первый такой опыт в республике проведен на отделке зданий в городке Рось, где рекомендации по технологии и смеси поставила немецкая фирма «ALSEKO». Затем на строительстве школы № 45 по инициативе института БелНИИС была разработана и успешно внедрена технология отделки с применением состава «Полимикс» (руководитель - к.х.н. Урецкая Е.А.), которая впоследствии была распространена и на другие объекты.

Но эта система оказалась недешевой. Тогда совместно с трестом № 30 был отработан штукатурный состав с добавлением латекса, который успешно применяется и до сих пор.

В завершении статьи следует сделать некоторые важные подытоживающие выводы на основе практического опыта внедрения и широкого применения газосиликата с попутным участием ученых НИИСтроМа и БелНИИСа.

(2321) Подпись: Пример 20-летнего опыта испытания газосиликатного юлока в природных условиях без каких-либо разрушений.

1. Газосиликат – универсальный материал, который может успешно выполнять различные функции от конструктивных до теплоизолирующих.

2. Он обладает очень высокими теплозащитными качествами, которые сохраняют свои свойства и при отклонениях от стабильного влажностного режима.

3. Благодаря своей игре с влагопоглощением и влагоотдачей он создает уникальные параметры внутреннего климата помещений, наиболее подходящие человеку. Это очень важно в переходные осенне-весенние периоды до включения и после отключения отопления.

4. Этот материал имеет великолепные звукоизолирующие свойства.

5. На основе 40 лет наблюдений в различных экстремальных условиях можно решительно утверждать: газосиликат имеет большую живучесть и долговечность, не ограничиваемую теми циклами, которые неотрывны от других материалов. Наблюдаются примеры, когда блоки под открытым небом лежат десятилетиями, поросли мхом и не имеют никаких следов повреждений.

6. При применении газосиликата снижается трудоемкость строительства, и в этом есть еще резервы.

7. Малоэтажное строительство, особенно на селе, без ячеистого бетона уже немыслимо и неэффективно.

8. Материал эффективен и обладает в отличие от дерева и различных утеплителей капитальностью и долговечностью в эксплуатации.

9. В итоге хочется сказать: у ячеистого силикатного бетона недостатков и конкурентов НЕТ!

 

Однако на основании полученного опыта следует отметить и некоторые предостережения в производстве работ, а также и при проектировании. 

При проектировании и строительстве таких зданий следует учитывать ряд вопросов, которые уже в прошлые годы проявились с нежелательной стороны:

1. Учитывая, что в последние годы из-за повышения требований к теплозащите преимущественно перешли на проектирование зданий с поперечными несущими стенами, а продольными наружными стенами навесными из газосиликата, устойчивость их в продольном направлении недостаточная. Поэтому следует принимать особые меры к повышению продольной жесткости зданий путем устройства диафрагм, воспринимающих продольные усилия, и устройства по ходу возведения зданий завершенных дисков перекрытий. В противном случае может произойти авария в процессе строительства.

Именно по причине многочисленного брака при монтаже и необеспечения завершенных монолитных дисков перекрытий рухнула при оттаивании коробка здания строящегося общежития на 784 места на этапе исполнения по секциям 7 и 9 этажей. Была попытка возложить вину за это на комбинат стройматериалов, так как нашли на приобъектном складе несколько внутренних стеновых панелей прочностью бетона 160 кг/см2 вместо 240. Но на этот момент нагрузка от незаконченного здания не превышала даже этой пониженной прочности, да и несколько панелей пониженной прочности ситуации в общей массе ничего не решало. И только после вмешательства института определена вина в низком производстве монтажа.

2. Нельзя применять газосиликат в виде утепления в замкнутом объеме без тщательной защиты от поглощения им воды. Иначе в водонасыщенном состоянии он теряет полностью теплозащитные свойства и не имеет возможности в закрытом объеме просохнуть.

Так получилось в первых крупнопанельных домах серии ГР-116, когда в виде внутреннего слоя утеплителя стен применялся негидрофобизированный газосиликат. Набрав влаги в процессе бетонирования панелей и последующей их пропарки, газосиликат уже не мог высохнуть. В результате в процессе эксплуатации посыпались жалобы на промерзание стен, особенно в глухих торцах домов.

При обследовании институтом ЦНИИЭП жилища панелей в этих эксплуатируемых домах установлено, что влажность газосиликата достигала 35-40% вместо нормируемых 8%. Конечно же, в этих условиях утеплителя в стене уже нет.

3. Следует обращать внимание на температурные швы в газосиликатных стенах, выкладываемых из мелких блоков. Они должны быть выполнены довольно часто. Иначе возникают трещины в слабых местах. Особенно это проявляется близко к торцам каркасных зданий из-за разных температурных удлинений элементов каркаса и газосиликатных стен.

4. Особо тщательно должна контролироваться кладка наружных стеновых блоков. Если она произведена не на клею, не заполнены вертикальные швы между газосиликатными блоками кладочным раствором, если перед укладкой блоки не смачивались водой, что приводит к моментальному отсасыванию воды из цементного раствора, который пересыхает, теряет прочность, и из-за невозможности разравнивания постели слой раствора получается очень толстым. А каждый 1 см толщины шва раствора приводит к дополнительной потере около 10% тепла.

5. Нельзя штукатурить стены из газосиликата, не увлажнив предварительно поверхности стен. А по технологии смачивать нужно их до капельной влажности на поверхности. Когда этого не делается, на штукатурке появляются массовые волосяные трещины.

 

Экономические данные

 

Кроме всех прочих достоинств дома с применением стен из газосиликата имеют и экономические преимущества.

Так 1 м2 стены дома из газосиликата толщиной 40 см в базовых ценах 1991 года по смете стоит 62 руб., в то время, как 1 м2 трехслойной стены из двух слоев кирпича с легким утеплителем внутри стоит 85 руб., что на 37% дороже.

Стоимость 1 м2 жилого дома из кирпича с наружными стенами из газосиликата при более лучших качествах жилья в текущих ценах стоит около 1,10 млн. руб., в то время как дома КПД имеют стоимость 1,06 млн. руб./м2, или почти столько же.

В то же время при хорошей организации строительства и сокращении сроков строительства домов во многих случаях дома с газосиликатом становятся более экономичными, как, например, некоторые дома в микрорайоне «Девятовка».

 



comments powered by HyperComments
Читайте также
23.07.2003 / просмотров: 6 003
Геннадий Штейнман XVIII съезд Белорусского союза архитекторов завершил свою работу. Еще долго мы будем обсуждать его решения, осмысляя свои и чужие...
02.09.2003 / просмотров: 8 514
Центр Хабитат является органом, осуществляющим информационно-аналитическое обеспечение работ Минстройархитектуры по устойчивому развитию населенных...
02.09.2003 / просмотров: 16 472
Беларусь всегда была на передовых позициях в вопросах ценообразования в строительстве в бывшем СССР. Однако еще в конце 1980-х годов, когда страна...
02.09.2003 / просмотров: 26 677
Для строительной индустрии и промышленности строительных материалов экспорт – практически единственный источник поступления валюты, необходимой...
02.09.2003 / просмотров: 21 702
Приказом министра архитектуры и строительства в 1999 г. была утверждена проектно-техническая документация серии Б1.020.1-7 [1], а институт "...