Технология возведения многослойных монолитных наружных стен с теплоизоляционным слоем из бетона
Качественные решения
в строительстве
  • тел: +7 (495) 286-70-01
  • факс: +7 (499) 171-64-10

Технология возведения многослойных монолитных наружных стен с теплоизоляционным слоем из бетона низкой теплопроводности

Распространенные в практике современного строительства технологии возведения ограждающих конструкций, такие как навесные системы с вентилируемым воздушным зазором, с отделкой тонкими штукатурными слоями, слоистые кладки, как правило, отличаются повышенной трудоемкостью, продолжительностью, предусматривают применение преимущественно ручного труда, что в совокупности приводит к увеличению сроков строительства и окупаемости инвестиций.

Кроме того, техническая сложность и повышенные требования к качеству производства работ и применяемых материалов могут привести к снижению срока службы фасада [2, 6]. Возведение наружных несущих стен в монолитном здании с использованием перечисленных технологических решений отличается производством работ в два основных этапа: возведение монолитного несущего слоя стены и устройство фасада, производимое после значительного технологического перерыва. Такая особенность актуальна, например, для торцевых стен монолитных зданий с поперечно-стеновой конструктивной схемой (рис. 1). При этом работы по возведению фасадов монолитных зданий как правило производятся отдельными специализированными бригадами, требуют дополнительных затрат на обеспечение защиты теплоизоляционных и отделочных материалов от атмосферных воздействий, установку лесов, подмостей, подъемных механизмов и т.д. Кроме того, следует отметить отсутствие полного спектра нормативно-технических документов, регламентирующих организационные и технологические особенности возведения современных навесных фасадных систем, требования к качеству производства работ, а также норм времени и стоимости производства работ [8].

korol.jpg

Рис. 1. Возведение монолитного здания с торцевыми несущими наружными стенами

Одним из альтернативных конструктивно-технологических решений наружных стен в современном монолитном строительстве являются многослойные наружные стены, выполняемые из монолитного железобетона. При этом в теплоизоляционном слое используется легкий бетон низкой теплопроводности, являющийся перспективной альтернативой современным фасадным теплоизоляционным материалам [1, 7, 9].

Проведенное сравнение удельной трудоемкости возведения многослойной монолитной наружной стены с распространенными в монолитном строительстве технологическими решениями фасадных систем показало, что трудоемкость возведения разработанной конструкции не менее чем на 30% ниже, чем для аналогов [5].

Исследования технологии возведения проведены для разработанной конструкции, которая состоит из трех слоев – наружного, выполняющего декоративную и защитную функцию, теплоизоляционного, а также внутреннего конструкционного. Наружный слой выполняется из дисперсно-армированного стекловолокном мелкозернистого бетона; теплоизоляционный – из полистиролбетона, плотность, теплопроводность и толщина слоя которого варьируется согласно теплотехническому расчету применительно к различным климатическим районам строительства. Характеристики бетона и армирования внутреннего несущего слоя назначаются, исходя из требований проекта. Совместная работа наружного и внутреннего слоев конструкции обеспечивается за счет арматурных выпусков из плиты несъемной опалубки, соединяемых с выпусками из несущего слоя.

Особенностью возведения многослойной монолитной наружной стены на строительной площадке является последовательная вертикальная укладка нескольких бетонных слоев с различными прочностными и деформативными показателями в едином технологическом цикле. Для обеспечения возможности укладки теплоизоляционного и конструкционного бетонных слоев без значительного перерыва, на границе слоев используется металлическая сетка, крепящаяся к арматурному каркасу. Крепление сетки производится к П-образным хомутам из арматурной проволоки, расположенным с шагом, равным шагу рабочей арматуры каркаса таким образом, чтобы обеспечить требуемый защитный слой рабочей арматуры.

Одним из рациональных технологических решений представляется использование при изготовлении конструкции несъемной опалубки с наружной стороны стены и щитовой – с внутренней. Несъемная опалубка представляет собой щиты из фибробетона плотностью не более 1800 кг/м3. Щиты изготавливаются в заводских условиях в соответствии с проектным решением здания. При этом может быть использован окрашенный в массе фибробетон, либо применено отделочное покрытие, закладываемое в форму при изготовлении [4].

С внутренней стороны стены используются инвентарные щиты опалубки с металлической рамой и многослойной ламинированной фанерой в качестве палубы. Наружная несъемная опалубка разрабатывается с учетом возможности ее использования вместе с конкретной опалубочной системой. Так как обеспечение соответствия взаимного расположения швов щитов внутренней опалубки и наружных бетонных плит затруднено в связи с требованиями к архитектурной выразительности фасадов (обеспечению регулярности рисунка фасада), в наружных плитах устраиваются отверстия в местах пропускания стяжных штырей. При этом выравнивание наружных плит происходит за счет использования прогонов-стеновыравнивателей. После снятия внутренней опалубки отверстия для стяжных штырей в облицовочных плитах заделываются окрашенными в массе ремонтными составами.

Важной отличительной особенностью возведения многослойных наружных стен  с применением в теплоизоляционном слое легких бетонов низкой теплопроводности является производство бетонных работ. С учетом того, что бетонная смесь на особо легких заполнителях используется в сравнительно небольших объемах, предусмотрено два альтернативных варианта – доставка бетонной смеси на строительный объект в автобетоносмесителе или ее приготовление непосредственно на строительной площадке. Подача бетонной смеси к месту укладки может осуществляться как бетононасосом, так и в бадье при помощи башенного крана, в зависимости от объемов работ и принятой организационной схемы. В случае подачи бетонных смесей бетононасосами, при приготовлении полистиролбетонной смеси на объекте используется пневматическая установка для приготовления и подачи легких бетонов, устанавливаемая на перекрытии в пределах радиуса ее действия. Подача приготовленной полистиролбетонной смеси осуществляется по гибким бетоноводам к месту укладки. Тяжелая бетонная смесь при этом подается посредством гидравлического бетононасоса с использованием бетонораздаточной стрелы. Подвижность бетонной смеси составляет 10-20 см (марки П3 и П4).

Последовательность укладки бетонной смеси имеет определяющее значение для обеспечения качества формирования как контактной зоны, так и конструкции в целом. Первоначально укладывается полистиролбетон на всю высоту конструкции с послойным уплотнением глубинным вибратором, после чего производится укладка тяжелой бетонной смеси конструкционного слоя. Последующий слой конструкции должен укладываться до начала схватывания предыдущего, этим обеспечивается монолитность связи слоев и исключаются дополнительные швы в сечении конструкции. Для обеспечения данного условия конструкция разделяется на технологически зоны таким образом, чтобы время укладки бетонной смеси в конструкционный слой в каждой зоне составляло не больше времени схватывания бетона в теплоизоляционном слое. Кроме того, проведенными ранее исследованиями установлено, что для обеспечения надежной связи слоев в многослойной бетонной конструкции временной интервал между их укладкой должен составлять 0,5–1,5 часа [3].

Последовательность возведения многослойной монолитной наружной стены представлена в таблице 1.

Таблица 1

Технологическая последовательность возведения монолитной многослойной конструкции с теплоизоляционным слоем из полистиролбетона

Вид работ

Схема

Технологические процессы

Состав исполнителей

изготовление арматурного каркаса

korol_table_1.jpg

- вязка арматурного каркаса из отдельных стержней;

- закрепление металлической разделительной сетки;

- подача арматурного каркаса к месту установки;

- установка и временное закрепление арматурного каркаса

арматурщики 4 разряда, 2 разряда; машинист 5 разряда

установка опалубки

korol_table_2.jpg

- установка плит несъемной опалубки с наружной стороны стены с временным закреплением;

- установка щитов инвентарной опалубки с внутренней стороны стены;

- соединение щитов опалубки стяжными штырями, выверка и закрепление;

- установка подмостей

опалубщики 3 разряда, 2 разряда; машинист 5 разряда

бетонирование конструкции

korol_table_3.jpg

- подача бетонной смеси теплоизоляционного слоя с укладкой и послойным уплотнением;

- подача бетонной смеси конструкционного слоя с укладкой и послойным уплотнением;

 

бетонщики 4 разряда, 2 разряда; машинист 5 разряда

выдерживание и уход за бетоном

 

 

бетонщик 2 разряда

разборка опалубки

korol_table_4.jpg

- снятие подмостей;

- откручивание крыльчатых гаек, снятие замков;

- отсоединение щитов инвентарной опалубки от поверхности стены;

- подача щитов опалубки краном к месту складирования;

- заделка технологических отверстий

опалубщики 3 разряда, 2 разряда; машинист 5 разряда

 

Разработанная технология возведения в едином технологическом цикле многослойных наружных стен с использованием конструкционных бетонов, выполняющих несущие функции, и бетонов низкой теплопроводности, выполняющих теплоизоляционные функции, отличается следующими преимуществами:

- позволяет снизить трудоемкость производства работ по возведению наружных стен;

- позволяет исключить необходимость в дополнительных такелажных и подготовительных работах;

- не требует привлечения специализированных исполнителей, так как работы по возведению стены сводятся к арматурным, опалубочным и бетонным работам, которые могут быть выполнены теми же исполнителями, что и для монолитного каркаса здания;

- позволяет исключить временной перерыв между возведением несущего каркаса здания и наружных стен, так как монолитные наружные стены могут частично или полностью возводиться вместе с монолитным каркасом здания, что приводит к сокращению сроков строительства объекта;

- позволяет повысить долговечность наружных стен зданий, так как используемые материалы имеют срок службы, сопоставимый со сроком службы несущих конструкций, в отличие от навесных фасадных систем, требующих периодического ремонта за счет более низкой долговечности материалов и технической сложности конструкции.

 

Список литературы

 

1.   Баженов Ю.М., Король Е.А., Ерофеев В.Т., Митина Е.А. Ограждающие конструкции с использованием бетонов низкой теплопроводности. Основы теории, методы расчета и технологическое проектирование. М: АСВ. 2008. 320 с.

2.   Воробьев В.Н.Навесные фасадные системы: проблемы безопасности. Владивосток. 2012. 86 с.

3. Король Е.А., Пугач Е.М., Николаев А.Е. Экспериментальные исследования сцепления бетонов различной прочности в многослойных железобетонных элементах // Технологии бетонов. 2006. № 4. С. 54–55.

4. Король Е.А., Харькин Ю.А. Совершенствование технологии возведения энергоэффективных ограждающих конструкций в монолитном строительстве. Сборник докладов ХХ Российско-Польско-Словацкого семинара "Теоретические основы строительства". Жилина. 2011. C. 401–406.

5. Король Е.А., Харькин Ю.А. Технологическая и организационная эффективность  возведения многослойных наружных стен в монолитном строительстве // Строительство и реконструкция. 2013. №6. C. 3–8.

6. Немова Д.В. Навесные вентилируемые фасады: обзор основных проблем. // Инженерно-строительный журнал. 2010. №5. С. 7–11.

7. Рахманов В.А. Энергосбережение в строительстве на основе применения инновационной технологии изготовления особо легких полистиролбетонов // Промышленное и гражданское строительство. 2011. №8. С. 61-62.

8. Яворский А.А., Киселев С.А. Актуальные задачи обеспечения надежности фасадных теплоизоляционно-отделочных систем // Вестник МГСУ. 2012. №12. С 78-84.

9. Ярмаковский В.Н., Семченков А.С. Конструкционные легкие бетоны новых модификаций – в ресурсоэнергосберегающих строительных системах зданий // Academia. Архитектура и строительство. 2010. № 3. С. 31–39.

 

References

 

1. Bazhenov Yu.M., Korol' E.A., Erofeev V.T., Mitina E.A. Ograzhdayushchie konstruktsii s ispol'zovaniem betonov nizkoy teploprovodnosti. Osnovy teorii, metody rascheta i tekhnologicheskoe proektirovanie. [Exterior walls using low thermal conductivity concrete. Fundamentals of the theory, calculation procedure and technological designing]. Moscow: ASV. 2008. 320 p.

2. Vorob'ev V.N. Navesnye fasadnye sistemy: problemy bezopasnosti. [Hinged facade systems: safety problems]. Vladivostok. 2012. 86 p.

3. Korol' E.A., Pugach E.M., Nikolaev A.E. Experimental research of different strength concrete connection in multilayer reinforced concrete elements. Tekhnologii betonov. 2006. No. 4. pp. 54–55. (In Russian).

4. Korol' E.A., Khar'kin Yu.A. Improvement of construction technology of energy effective exterior walls in monolithic construction. Sbornik dokladov XX Rossiysko-Pol'sko-Slovatskogo seminara "Teoreticheskie osnovy stroitel'stva". Zhilina. 2011. pp. 401–406. (In Russian).

5. Korol' E.A., Khar'kin Yu.A. Technological and organizational efficiency of multilayer exterior walls construction in monolithic building. Stroitel'stvo i rekonstruktsiya. 2013. No 6. pp. 3–8. (In Russian).

6. Nemova D.V. Hinged ventilated facades: review of the main problems. Inzhenerno-stroitel'nyy zhurnal. 2010. No 5. pp. 7–11. (In Russian).

7. Rakhmanov V.A. Energy saving in construction on the basis of application of innovative manufacturing technology of especially light polystyrene concretes. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2011. No 8. pp. 61-62. (In Russian).

8. Yavorskiy A.A., Kiselev S.A. Relevant Objectives of Assurance of Reliability of Façade Systems Serving Thermal Insulation and Finishing Purposes. Vestnik MGSU. 2012. No. 12. pp. 78–84. (In Russian).

9. Yarmakovskiy V.N., Semchenkov A.S. New modifications of lightweight structural concrete – in resources and energy saving construction systems of buildings. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo. 2010. No. 3. pp. 31–39. (In Russian).

Назад