Добро пожаловать на официальное интернет-представительство Некоммерческого Партнерства "Союз производителей бетона"
Союз создан в 2003 году с целью координирования, регулирования и управления разрозненными отраслями, нормальное функционирование которых необходимо для общего развития рынка бетона. Мы заинтересованы в формировании и укреплении здоровой экономической политики на строительном рынке.






ПРИГЛАШАЕМ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ


МЫ СОТРУДНИЧАЕМ



НАШИ ПАРТНЕРЫ







АВТОРИЗАЦИЯ
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?


ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ - СТАТЬИ


Прислать свою статью

17.03.2009

Легкие бетоны нового поколения в современном строительстве

Комментариев: 0 | Количество просмотров: 3874
Авторы: А.И. Звездов, В.Н. Ярмаковский.

Лёгкие бетоны – как средство решения проблемы энергоресурсосбережения при строительстве и эксплуатации зданий, а также Повышения их надёжности и безопасности.

Анализ современных тенденций в мировой практике строительства показывает, что при проектировании и возведении зданий нового поколения в ближайшие десятилетия специалисты будут стремиться к тому, чтобы собственный вес здания был минимальным. Это особенно актуально для городов – мегаполисов, где существует острый дефицит земельных площадей и строители вынуждены возводить здания большой этажности; основания же под ними зачастую ослаблены различными инженерными коммуникациями.

Целесообразно снижение веса сооружения и при строительстве в сейсмически опасных регионах: здесь степень вибрационного воздействия на каркас здания напрямую связана с его массой. Важно максимально снизить вес здания и в регионах с подрабатываемыми различными горными выработками территориями (например, угольными шахтами), а также для регионов с деградирующей вечной мерзлотой. Практически в любых условиях строительства снижение веса проектируемого здания позволяет экономить арматуру и бетон за счёт снижения нагрузок на фундаменты и несущие конструкции.

Уровень тепловой защиты здания должен быть максимально возможным и, соответственно, уровень энергопотребления – минимальным. Нормируемые параметры тепловой защиты зданий и их энергетическая эффективность установлены в СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий». Здесь дана классификация зданий по степени отклонения расчетных или измеренных нормализованных значений удельных расходов тепловой энергии на их отопление от нормируемого значения: классы A и B энергетической эффективности зданий – соответственно, очень высокий и высокий, C– нормальный. Классы A и B устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проекта и впоследствии их уточняют по результатам эксплуатации. При выявлении объектов классов A и B, органам местного самоуправления или инвесторами рекомендуется принимать меры для экономического стимулирования участников проектирования и строительства. Так, например, распоряжением первого заместителя мэра в правительстве г. Москвы В.И. Ресина №46 от 12.05.2005 г. утверждено "Положение о стимулировании проектирования и строительства энергоэффективных зданий и выпуска для них энергосберегающей продукции".

Немаловажна в дополнение к требованиям СНиП 23–02–2003 надёжность обеспечения уровня тепловой защиты здания на весь период расчётного срока его эксплуатации.

Должны быть обеспечены требуемые современными нормами высокие предел огнестойкости конструкций и пожаробезопасность здания.

В конструкциях зданий должны применяться экологически безопасные, низкоэнергоёмкие строительные материалы, изготавливаемые по малозатратным технологиям на базе преимущественного использования продуктов переработки техногенных отходов и / или местных природных сырьевых ресурсов.

Конструкции должны быть максимально экономичными: несущие конструкции– по сечениям, расходу арматуры и цемента, а ограждающие конструкции– по толщине в целом и по расходу дорогостоящих утеплителей. Кроме того, конструкции должны обладать высокой долговечностью и быть ремонтопригодными.

Анализ многочисленных результатов отечественных и зарубежных исследований, а также практический опыт строительства последних лет показывает, что проблема проектирования и строительства энергоэффективных зданий нового поколения, конструктивная часть которых соответствует комплексу перечисленных выше требований, может быть в значительной степени решена путем использования во всех строительных конструкциях зданий (и в ограждающих, и в несущих) таких универсальные по своей природе и основным строительно–техническим свойствам материалов, как модифицированные лёгкие бетоны на пористых заполнителях.

Такие бетоны различных видов и назначения (от особо лёгких теплоизоляционных до конструкционных высокопрочных, в т.ч. высокой морозостойкости, водонепроницаемости, огнестойкости или жаростойкости) разработаны в последнее время и всесторонне исследованы в НИИЖБе с участием НИИСФа. Наиболее изученные и эффективные их виды успешно применяются в настоящее время проектировщиками и строителями в большинстве регионов России.

К числу современных высокоэффективных легких бетонов относится модифицированный полистиролбетон (МПСБ) на различных вяжущих, в т.ч. на низкотеплопроводных и низкосорбционноактивных малоклинкерных. Последние разработаны НИИЖБом как новый класс низкоэнергоёмких композиционных вяжущих в частности на базе продуктов переработки металлургических шлаков и шламов различных видов.

Однослойные ненесущие стены в виде кладки из блоков и армированных перемычек, изготовленные из МПСБ, применимы для зданий, строящихся в регионах, имеющих до 8000 градусо-суток отопительного периода (т.е. для подавляющего большинства регионов России) при толщине блока 30–40 см.

В сравнении с применяемыми в настоящее время в России для производства стеновых блоков традиционными ячеистыми бетонами (безавтоклавный пенобетон с γ0 – 600–700 кг/м3, автоклавный газосиликат– 450–550 кг/м3) МПСБ стеновой системы "Теплолит" имеет следующие основные преимущества:

минимально возможная плотность, при требуемой достаточной для блоков самонесущих стен прочности, меньше в сравнении с пенобетоном в 2,0–2,4 раза, а в сравнении с газосиликатом– в 1,6–1,8 раза;
сорбционная (равновесная влажность) меньше в 2,0–3,4 раза, величина коэффициента теплопроводности для условия "Б" по СНиП 23–02–2003 (λБ)– в 2,5–2,8 раза; усадка меньше в 2,0–2,5 раза, морозостойкость выше в 2–3 раза;
стоимость 1 м2 стеновой кладки из МПСБ за счет выигрыша в теплофизических характеристиках, меньше на 30–50 % (в зависимости от вида применяемого вяжущего).

Ещё более теплотехнически эффективен для применения в наружных стенах монолитный полистиролбетон с высокопоризованной и пластифицированной матрицей (МПВМ). Это обусловлено:

меньшей возможной плотностью МПВМ (марки D150–D250 против D300–D350 у МПСБ стеновых элементов), т.к. в данном случае не требуется регламентирование прочности монолитной теплоизоляции;
отсутствием швов из относительно высокотеплопроводного (λБ=0,87–0,93 Вт/м°С) цементно–песчаного раствора в стеновой кладке, которые уменьшают до 35 % (в зависимости от толщины шва) сопротивление теплопередаче стены.

МПВМ успешно применяется не только для самонесущих наружных стен каркасных зданий. Весьма эффективен этот материал для утепления плит покрытий, чердачных перекрытий и перекрытий над техподпольями.

Возводимые в несъёмной опалубке с применением монолитного полистиролбетона двухслойные и трёхслойные стены представляются значительно более эффективными в сравнении с традиционными трёхслойными железобетонными стеновыми панелями с плитным утеплителем из пенополистирола или минеральной ваты и межслоевыми связями различных видов. Обусловлены эти преимущества, главным образом тем, что в сравнении с указанными традиционными утеплителями МПВМ при достаточно близких значениях теплопроводности (с учётом фактора срока эксплуатации) отличается:

повышенной в 2,0–3,0 раза долговечностью и надёжностью в эксплуатации;
повышенной на 30–50 % обеспеченностью теплофизических свойств во времени (расчётный срок– 100 лет);
повышенной огнестойкостью и экологической чистотой;
существенно более низкой (в 2,0–2,5 раза) стоимостью.

К этому следует добавить, что трёхслойные стены с использованием МПВМ обладают существенными преимуществами по теплоустойчивости; более благоприятные условия влагомассопереноса через конструкцию исключают накопление влаги между слоями и обеспечивают более комфортные условия внутри помещения. Стены с таким решением применимы для любого климатического района России при приемлемых толщинах (от 30 до 60 см с учётом несъёмной опалубки).

Разработаны и успешно апробированы в практике современного строительства и конструкционные лёгкие бетоны со структурой, модифицированной комплексом различных химических и минеральных добавок. Такие бетоны изготовляются в т.ч. на низкоэнергоёмких заполнителях с аморфизированной структурой на базе продуктов переработки техногенных отходов по экологически чистым технологиям. При достаточно высокой для элементов монолитных несущих каркасов прочности (до 50 МПа вкл. при γ0 1800 – 1900 кг/м3, в зависимости от вида заполнителя) при высокоподвижных (ОК = 20–25 см.) практически самоуплотняющихся смесях, они характеризуются меньшим в 2,0–2,5 раза коэффициентом теплопроводности, чем равнопрочный тяжёлый бетон на природных плотных заполнителях.

В связи с изложенным, представляется перспективной следующая конструктивно–технологическая система энергоэффективного здания: несущий каркас выполняется монолитным или сборно–монолитным из высокопрочных лёгких бетонов классов до В50 вкл. на базе низкоэнергоёмких и низкотеплопроводных, и в то же время достаточно прочных пористых заполнителей, а наружные стены – самонесущими в пределах этажа из особо лёгких бетонов преимущественно на низкоэнергоёмких композиционных вяжущих (монолитные в несъёмной опалубке или в виде кладки из блоков и армированных перемычек).

Расчёты (прочностные в комплексе с теплотехническими) показывают, что заменяя тяжёлый бетон в несущих конструкциях, выходящих за "тёплые стены" зданий, на равнопрочный и низкотеплопроводный лёгкий, можно существенно выиграть не только в снижении массы здания (до 30%), но и в повышении теплотехнической однородности ограждения. Последнее способствует либо сокращению расчётной толщины наружной стены от 10 до 20%, либо при сохранении толщины– снижению энергозатрат на отопление здания, т.е. повышению его энергоэффективности. Снижение же массы здания позволяет сократить на 10–15% расход арматуры и бетона в его несущих конструкциях.

Примерами зданий, в которых достигнут, при значительном снижении массы и минимальных материальных затратах на строительство, высокий уровень тепловой защиты, являются строящиеся в последние 2–3 года каркасные жилые здания в г. Воронеж (объекты ООО "Воронежстроймонолит", см. рис. 1.). Здесь наружные стены возводятся трёхслойными с монолитной теплоизоляцией из полистиролбетона марки D200 в несъёмной опалубке различных видов, а элементы монолитного несущего каркаса выполняются из лёгких бетонов классов по прочности на сжатие до В40 включительно. В данном случае применены высокоподвижные смеси на пористом шлаковом гравии (ПШГ) Новолипецкого металлургического комбината. ПШГ со стекловидной оболочкой, технология производства, которого разработана НИИЖБом и Уральским институтом чёрных металлов, характеризуется на порядок меньшими энергозатратами на производство и меньшей в 3,0–5,0 раз себестоимостью в сравнении с лучшими видами керамзита, в т.ч. высокопрочного, и, при этом, не уступает им по основным строительно–техническим свойствам.

Следует отметить, что при замене тяжёлого бетона в несущих конструкциях на равнопрочный лёгкий, существенно повышается огнестойкость конструкций. Это показывают результаты исследований, выполненные во многих странах. Обусловлен данный эффект, прежде всего, существенно меньшей разницей в коэффициентах линейного температурного расширения (КЛТР) основных компонентов лёгкого бетона (заполнителя и цементного камня) в сравнении с разницей в величинах КЛТР компонентов тяжёлого бетона и, кроме того – существенно меньшей теплопроводностью первого.

Весьма характерно, что проектировщики в зарубежных странах при выборе лёгкого бетона для несущих конструкций во многом руководствуются не только снижением массы конструкций, но и вопросами безопасности при пожаре. В последнее время при строительстве высотных зданий за рубежом всё большее применение в несущих конструкциях находят лёгкие бетоны, в т.ч. высокопрочные.

Характерным примером возведения высотного здания с несущими конструкциями из лёгких бетонов является построенное в 1992 г. 66-ти этажное здание Национального банка в США, штат Северная Каролина (см. рис. 2). Здесь монолитные перекрытия выполнены из лёгкого бетона на пористых заполнителях из вспученных сланцев (Solite LWA) прочностью на сжатие 47 МПа при γ0= 1890 кг/м3. Применялись специальные нерасслаивающиеся при технологических переделах высокоподвижные легкобетонные смеси, подаваемые бетононасосами на высоту 252 м.

Следует отметить, что конструкционный лёгкий бетон становится объектом широкого международного сотрудничества. Свидетельство тому – разработка целевой группой TG 8.1 международной федерации по бетону и железобетону (fib) при участии НИИЖБ нормативного документа по конструкционному лёгкому бетону "Lightweight Aggregate Concrete. Codes and Standarts", Lausanne, Switzerland, 1999. В этом документе нормируются прочностные и деформативные характеристики лёгкого бетона класса по прочности на сжатие до В80 вкл.

Вышеизложенная концепция формирования конструктивной системы зданий нового поколения, в т.ч. высокоэнергоэффективных, и принципиальные технологические основы её реализации, разработанные НИИЖБом при участии НИИСФа, ФГУП КБ им. А.А. Якушева и МНИИТЭП, были доложены и одобрены 26.11.2003 г. на заседании секции "Научные исследования" Научно–технического совета Госстроя России. В решении отмечена целесообразность разработки вышеназванными организациями рекомендаций по проектированию энергосберегающих многоэтажных жилых и общественных зданий с комплексным использованием лёгких бетонов в несущих и ограждающих конструкциях. Такие рекомендации частично вошли в приложение 6.3 к разделу "Конструкции надземной части" проекта МГСН 4.19–05 "Многофункциональные высотные здания и комплексы".

Источник информации: Журнал "Строительный эксперт", 2005

Возврат к списку

Для того чтобы оставить комментарий, Вам необходимо авторизоваться.
3.151539937172

Реклама на портале


Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Некоммерческое партнерство "Союз Производителей Бетона",2003-2011
Все права защищены. Публикация информации с сайта без активной гиперссылки на www.concrete-union.ru и согласования с руководством запрещена
Адрес электронной почты info@concrete-union.ru
Размещение рекламы на портале НП "Союз Производителей Бетона"