О применении многослойных керамзитобетонных блоков заводского изготовления в стенах энергоэффективных зданий

О применении многослойных керамзитобетонных блоков заводского изготовления в стенах энергоэффективных зданий

С. И. БАКАНОВ, генеральный директор ООО «Инвестиционная строительная компания «КОНЦЕПТ»

ООО «Инвестиционная строительная компания «КОНЦЕПТ» запустило первую в РФ автоматизированную линию по производству цельнолитых керамзитобетонных блоков в 2021 г. Компания нацелена на расширение возможностей применения производимой продукции и увеличение скорости строительства зданий различного назначения.

The Investment and Construction company KONZEPT launched the first automated line in Russia for the production of solid expanded clay concrete blocks in 2021. The company aims at expanding the possibilities of using the manufactured products and increasing the speed of buildings construction for various purposes.

Отметим, что до сих пор в жилищном строительстве в России более 60% зданий возводятся с применением кладочных стеновых изделий: кирпича различных видов, керамических и бетонных камней и блоков, природного камня и других кладочных материалов. Причем потребность в стеновых кладочных изделиях возрастает, в том числе в связи с увеличением количества реконструируемых объектов, расширением ИЖС, восстановлением зданий в районах исторической застройки городов, строительством в малых городах РФ и агломераций мегаполисов. И расчеты показывают, что для насыщения рынка требуется в несколько раз увеличить выпуск различных типов стеновых кладочных изделий.

Широкое применение данных изделий обусловливается следующими факторами:

• стены кирпичных зданий обладают хорошей архитектурной выразительностью и, как правило, не требуют дополнительной отделки фасадов;
• кирпич, камень и блоки являются незаменимым материалом при реконструкции зданий старинной застройки и при реставрационных работах;
• возведение кирпичных и каменных стен не требует кранового оборудования и других средств механизации. Это может оказаться важным фактором при выборе материала в индивидуальном строительстве.

Рис. 1. Ячеистобетонные блоки

Вместе с тем имеется ряд недостатков, снижающих эффективность кладочных материалов. Это – низкие теплотехнические характеристики кладки и большая трудоемкость возведения стен зданий. Для их устранения у нас и рубежом были разработаны новые эффективные кладочные изделия: ячеистобетонные блоки (рис. 1), керамические камни пустотностью до 55% (рис. 2), керамзитобетонные блоки (рис. 3) и др. Их применение существенно снижает трудоемкость возведения зданий за счет уменьшения объемного веса кладочных материалов.

Рис. 2. Керамические камни

За последние годы в РФ стали активно применяться эффективные кладочные изделия высокой заводской готовности. Это цельнолитые двухслойные и трехслойные мелкие строительные блоки с лицевым фактурным слоем или облицовкой, которые выполняются в заводских условиях (рис. 4). Такие изделия имеют высокие теплотехнические характеристики и небольшой объемный вес.

Рис. 3. Керамзитобетонные блоки

Наличие лицевого фактурного или облицовочного слоя обеспечивает существенное снижение трудозатрат и сроков строительства по сравнению с кладкой, например, из весьма эффективных ячеистобетонных блоков или крупноформатных керамических камней, так как здания со стенами из этих изделий, как правило, не требуют дополнительной облицовки. При этом следует отметить, что при индустриальном изготовлении многослойных блоков необходимо учитывать выпуск блоков различных типоразмеров: угловых, рядовых блоков для сопряжения с перекрытиями и оконными проемами.

Рис. 4. Керамзитобетонные многослойные блоки

Существенно снижается и стоимость возведения наружных стен зданий. В связи с тем, что многослойные блоки не требуют облицовки, общая стоимость кладки стен с применением керамзитобетонных блоков может быть на 40% ниже стоимости кладки из других материалов.

Сравним физико-механические характеристики кладочных стеновых изделий, применяемых при возведении энергоэффективных зданий (табл. 1).

Таблица 1 . Физико-механические характеристики (среднеоценочные) некоторых эффективных кладочных стеновых изделий

Прочность, МПа Плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/м °С Морозостойкость, F(ц)
Ячеистобетонные блоки (рис. 1) 3,5-5,0 500÷600 0,12÷0,15 F25*)
Крупноформатный керамический камень
(рис. 2)
7,5-10,0 800÷850 0,21 F50÷F75
Керамзитобетонные блоки
(рис. 3)
7,5÷10,0 1050÷1500 0,33÷0,41 0,67÷0,79 F75÷F100
Многослойные керамзитобетонные блоки
(рис. 4)
Производятся исследования

1. *) Методика определения морозостойкости ячеистобетонных блоков отличается от методики, по которой испытывают керамический и силикатный кирпич, бетон и керамзитобетон, поэтому в таблице указаны оценочные значения морозостойкости указанных блоков.
2. В таблице приведены оценочные данные, которые будут уточнены по результатам испытаний в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.

Особенности применения в строительстве цельнолитых многослойных керамзитобетонных блоков

Анализируя физико-механические характеристики двухслойных керамзитобетонных блоков, необходимо учитывать их следующие особенности.

1. Сравнительно небольшая прочность блоков ограничивает область их применения. В частности, для зданий с несущими стенами, их высота на сегодняшний день ограничивается 2-3 этажами. Имеются ограничения и по величине перекрываемых пролетов. Для пролетов более 6 метров потребуются дополнительные конструктивные мероприятия.

2. При использовании многослойных керамзитобетонных блоков для возведения несущих стен требуется учитывать вертикальные деформации кладки из керамзитобетонных блоков, т.е. полную деформацию кладки при длительном приложении нагрузки. Для практических расчетов значения ε нормированы и определяются умножением упругой деформации σ/E0 на коэффициент ν, зависящий от вида кладки (СП 15.13330, п.6.24)…

где: σ – напряжение в кладке; Е0 – модуль упругости; ν – коэффициент, учитывающий влияние ползучести кладки.

3. В настоящее время в связи с отсутствием экспериментальных данных и накопленного опыта проектирования, строительства и эксплуатации зданий, возведенных из многослойных керамзитобетонных блоков, целесообразно прочностные и деформативные характеристики кладки с их применением определять без учета лицевых слоев. При этом необходимо обеспечить условие для свободного деформирования лицевых слоев.

4. Широкое применение данные блоки могут найти в каркасных зданиях для устройства ненесущих стен. Заводское изготовление блоков с контролируемым качеством крепления лицевого фактурного или облицовочного слоя обеспечивает надежность и эффективность их применения в конструкциях многоэтажных каркасных зданий.

5. Важной особенностью многослойных блоков является наличие лицевого фактурного или облицовочного слоя, выполненного из материала с более высокой плотностью, чем основная часть керамзитобетонных блоков.

Исследования температурно-влажност­ного режима в слоистых наружных стенах показывают, что для обеспечения удовлетворительного влажностного состояния в таких конструкциях требуется, чтобы возможное увлажнение слоев (например, при атмосферных осадках) не вело за собой распространение жидкой влаги по всей толщине стен (1 на рис. 5).

Рис. 5. Распределение влажности в слоистых стенах со средней частью, выполненной
из материалов с различными свойствами: а – из крупнопористых невлагоемких материалов;

б – из гигроскопических, влагоемких, медленно высыхающих; 1 – при увлажнении конструкции;
2 – при высыхании конструкции

В конструкциях слоистых стен это обеспечивается применением материалов с различной влагоемкостью и крупностью пор. Такие конструкции обладают различием потенциалов переноса влаги. В термодинамическом смысле при постоянном объеме и температуре θ=дF/дm, где F – поверхност­ная энергия, а m – масса влаги.

Жидкая влага, содержащаяся во внеш­нем увлажненном слое с мелкими порами, не сможет распространяться внутрь стены с заполнением из материалов, имеющих более крупные поры. Если средняя часть стены выполнена из пеностекла, ячеистой керамики, крупнопористого керамзитобетона, то ее влажность будет меньше, чем во внешних слоях, выполненных из плотных материалов с меньшими размерами пор. Такое распределение влажности в стенах благоприятно для гигиены помещений во влажных климатических условиях.

В случае, если средняя часть стены выполнена из легкозамачиваемых и медленно высыхающих мелкопористых с повышенной влагоемкостью материалов, то ее влажность будет выше, чем влажность внешних облицовочных слоев (рис. 5). Такое распределение влажности в стенах может быть благоприятно для зданий, возводимых в районах с сухим климатом, где ограждающие конструкции подвергаются перегреву в летний период.

Заключение

По результатам проведенной оценки физико-механических характеристик многослойных керамзитобетонных блоков могут быть сделаны следующие выводы:

• небольшая плотность – 500-700 кг/м3 позволяет существенно повысить эффектив­ность применения многослойных блоков в строительстве за счет повышения теплотехнических характеристик кладки и снижения трудозатрат по дополнительному утеплению стен;
• наличие лицевого фасадного слоя или облицовки, выполняемых в заводских условиях, обеспечивает увеличение темпов строительства и повышение надежности лицевого слоя, разрушение которого имеет место на большинстве зданий, возводимых с применением облегченной кладки;
• внешний отделочный слой, выполненный из плотного бетона, увеличивает срок службы стеновых конструкций, т.к. не дает атмосферной влаге проникать вглубь конструкции;

К другим положительным качествам многослойных керамзитобетонных блоков следует отнести огнестойкость; экологическую чистоту; высокую заводскую готовность; морозостойкость; долговечность; низкую теплопроводность; небольшой объемный вес; привлекательный внешний вид без дополнительной отделки.

Конкретные рекомендации и требования к возведению стен зданий с применением многослойных керамзитобетонных блоков будут даны после проведения экспериментальных исследований, которые в настоящее время проводятся в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко АО «НИЦ «Строительство».

http://ttk-koncept.ru/
e-mail: koncept-bs@mail.ru
Москва +7-919-101-18-91

×

Привет!

× Ваши вопросы - наши ответы