Основы энергосбережения в строительстве

191

4.3.2. Система несъемной опалубки из пенополистирола dobeles panelis

Элементы системы несъемной опалубки Dobeles panelis, Латвия (по технологии PLASTBAU®), служат в качестве высокотехнологической несъемной опалубки для строительства зданий (в том числе и многоэтажных) из монолитного железобетона, в то же время сама опалубка не выполняет функцию несущей конструкции (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Несъемная опалубка из пенополистирола

Конструктивные элементы системы Dobeles panelis изготовлены из пенополистирола высокой плотности и стального арматурного каркаса, что обеспечивает им очень большую прочность. Опалубка легко и очень быстро монтируется. После бетонирования выполняются внутренняя и внешняя отделка конструктивных элементов, и, оставаясь частью конструкции, они являются эффективной теплоизоляцией.

192

Всистему входят три вида конструктивных элементов:

1)несъемная опалубка для наружных и внутренних несущих

стен;

2)несъемная опалубка для межэтажных перекрытий и крыш;

3)панели-перегородки пенополистирольные.

Главные преимущества данной системы при строительстве и реконструкции:

•малая масса элементов позволяет строить малоэтажные здания с железобетонным каркасом без применения тяжелой техники (кранов и т. п.), что существенно влияет на строительные расходы, кроме того, уменьшается и уровень шума на строительном объекте;

•строительная система с несъемной пенополистирольной опалубкой требует намного меньших трудозатрат, чем любая другая строительная технология;

•эта система лучше всего зарекомендовала себя в случаях, когда необходимо дополнительно построить новые этажи в уже существующих зданиях, таким образом модернизируя стареющий жилой фонд;

•высокие теплоизоляционные характеристики пенополистирола позволяют выполнять работы по бетонированию без подогрева бетона даже при отрицательной температуре, что упрощает строительство и сокращает затраты на него;

•предоставляются широкие архитектурные возможности для реконструкции старых зданий и проектирования новых, так как конструктивные элементы могут изготавливаться различной формы и длины;

•минимизируются размеры строительной площадки, что позволяет выполнять работы по строительству и реконструкции, в том числе и на плотно застроенной территории;

•скорость строительства может достигать до четырех этажей в месяц.

Несъемная опалубка для наружных и внутренних несущих

стен. Опалубка для несущих стен системы Dobeles panelis состоит из двух пенополистирольных (ППС) плит, которые на определенном расстоянии друг от друга удерживают специальные стальные арматурные каркасы (рис. 4.13).

У плиты, расположенной с внутренней стороны здания, всегда одна и та же толщина - 50 мм, а толщина наружной плиты может меняться и зависит от выполненного теплотехнического расчета.

193

Рис. 4.13. Детали несъемной опалубки из ППС

Свободное пространство между плитами ППС на строительной площадке заполняется бетонной массой. Толщину бетонного слоя, а также класс бетона определяют расчетным путем. Расстояние между плитами можно менять, тем самым изменяя толщину несущей железобетонной части. После бетонирования стальная конструкция выполняет функцию арматурного каркаса, а пенополистирол - функцию теплоизоляции.

Стандартные размеры несъемной опалубки для стен

П р и м е ч а н и е . Марка пенополистирола - EPS 200 согласно EN 13161 (средняя плотность - 30 кг/м3). Стандартная ширина опалубки - 1200 мм. Длина опалубки - в высоту одного этажа (максимум 4000 мм).

194

Арматура. Диаметр вертикальной арматуры внутри пространственного каркаса панели - 8, 10 и 12 мм (в соответствии с расчетами конструкции). На каждый погонный метр приходится по 10 стержней, привариваемых попарно один напротив другого (расстояние между стержнями зависит от выбранной толщины бетонного слоя) с соединительным поперечным стержнем 0 5 мм, а по диагонали - соединительным диагональным стержнем 0 3 мм. Такого рода парные элементы в пространственном каркасе панели размещаются с шагом 200 мм. Расположение вертикальной арматуры и ее количество должны учитываться при конструктивном расчете стены. С внутренней стороны пространственного каркаса панели используются полипропиленовые дистанцеры, которые обеспечивают арматуре 20-миллиметровый защитный слой бетона, соответствующий всем действующим в этой сфере нормам.

Бетонирование. Навинчиваемые гайки из высокопрочного полипропилена удерживают стеновые панели с помощью соединительного горизонтального поперечного стержня 0 5 мм, приваренного изнутри и имеющего наружную резьбу.

Полипропиленовые гайки на плоскости опалубки размещаются на расстоянии 200 х 200 мм друг от друга. Каждая гайка выдерживает нагрузку на разрыв в 1400 Н.

Гайки изготовлены с таким расчетом, чтобы выдержать давление бетона и обеспечить непрерывную заливку бетона с высоты 4 м. Бетонирование можно выполнять традиционными методами, но необходимо следить за тем, чтобы бетонная струя направлялась строго между плитами опалубки.

Толщина бетонного слоя 120...250 мм. Класс бетона может быть различным - в пределах от В15 до В25 (в соответствии с прочностными расчетами).

Бетонная масса, используемая для бетонирования стен, на строительной площадке должна соответствовать следующим показателям: текучесть бетонной массы 53 (осадка конуса - 100... 150 мм) или 54 (осадка конуса - 160...210 мм), максимальный размер фракции наполнителя - 16 мм.

Заполнение бетоном происходит в три этапа:

•до нижнего края оконных проемов;

•до верхнего уровня оконных проемов;

•до верхнего края опалубки для стен.

195

5.ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ВПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЕТОНА

Проблема снижения затрат энергии при производстве строительных материалов не нова.

Даже в СССР, когда цены на топливо были очень низки по сравнению с сегодняшними, доля затрат энергии в себестоимости продукции была весьма значительна.

В настоящее время затраты на топливо в себестоимости стройматериалов возросли во много раз по сравнению с уровнем 1989 г.

Промышленность строительных материалов сегодня является одним из крупнейших потребителей ТЭР в республике. Это обусловлено большой материало- и энергоемкостью отрасли (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Затраты топлива на производство некоторых видов строительных материалов

196

Энергосберегающая технология бетона (ЭСТБ). В Республике

Беларусь она разработана под руководством проф. Н.П. Блещика. Технология впервые внедрена на Гомельском заводе железобе-

тонных изделий № 5 ПА «Белстройиндустрия» и на Брестском заводе КПД-1.

Эта беспрогревная и малоэнергоемкая технология предназначена для производства:

а) сборных бетонных и железобетонных конструкций, предпочтительно без преднапряженной арматуры;

предприятий Республики Беларусь, т.е. химические модификаторы. Использование ЭСТБ технологии позволяет:

•сократить расходы тепловой энергии на тепловлажностную

обработку (ТВО) в холодное время года в 3...4 раза (90... 100 %) и довести ее потребление до 0,1 Гкал/м3:

•в теплый период года при температуре твердения выше +10 °С и

вовсе отказаться от процесса тепловой обработки или снизить расходы тепловой энергии до 0,05 Гкал/м3. Экономический эффект на каждый кубический метр бетона - около 4 USD;

•сократить в 2...2,5 раза срок выдерживания монолитных кон-

струкций в опалубке в летний период;

•в зимний период в 2...3 раза сократить расход тепловой энергии при возведении монолитных конструкций;

•повысить прочность, морозостойкость и водонепроницаемость;

•улучшить удобоукладываемость.

Мировой, т.е. зарубежный, опыт показал, что высокоподвижные бетонные смеси позволяют резко (в 5 раз) сократить затраты труда, так как бетонные смеси можно укладывать по самонивелирующей технологии или с незначительным вибрационным уплотнением, расход электроэнергии сокращается в 20...30 раз.

В зарубежной и отечественной практике предусматривается литьевое формование бетонных и железобетонных конструкций. Проблема литьевого формования решается путем применения:

• комплексных химических реагентов - суперпластификаторов;

197

•гидрофобизаторов;

•ускорителей твердения.

Литьевое формование можно использовать для изготовления облегченных энергоэкономичных наружных трехслойных стеновых панелей и колонн безригельной системы каркасных зданий (тр. № 4 в г. Минске).

Например, литьевой бетон класса С 20/25 получается при использовании ПЦ-Д20 М 400-500; Ц = 380 кг/м3, и суперпластификатора С-3 с расходом 0,6-0,7 % от массы Ц, т.е. 2,28...2,66 кг, ОК = 18...20 см. Бетонная смесь укладывается за 5 с; 1 м3 бетона имеет массу 2400 кг.

Беспрогревная технология производства железобетонных конструкций резко сокращает расход тепловой энергии, например, при использовании в качестве ускорителя твердения бетона ПВК (полиметаллический водный концентрат).

ПВК - это природный высококонцентрированный рассол, добываемый откачкой из скважин или как попутный продукт при разработке нефтяных месторождений РУП «Белгеология» и РУ «Беларуснефть». Замерзает при t = 10 °С.

Применение добавки ПВК при t = +15 °С инициирует экзотермию (выделение тепла) - бетон быстрее твердеет. Зимой добавка ПВК плюс электропрогрев нагревательными проводами (t = 30+5 °С) позволяет достигать распалубочной прочности через 2-3 суток.

Эта добавка в 25 раз дешевле импортного нитрита натрия НН и пластификатора СПС (смола пиролиза сульфированная), СТБ 1414-2003. «Смесь натриевых солей ароматических сульфокислот различной молекулярной массы с сульфатом натрия (жидкость)», и комплексных добавок К-1, К-8..

В ЭСТБ учитывается также выделение тепла (экзотермия) при твердении цемента.

5Л. Химические добавки для бетонов

(СТБ 1112-98 «Добавки для бетонов. Общие технические условия» и ГОСТ 30459-96

«Производство сборных железобетонных конструкций и изделий»)

Химические добавки для бетонов - природные или искусственные химические вещества, вводимые в бетонную смесь с целью

198

улучшения ее технологических свойств (изменение свойств бетонной смеси) и физико-технических показателей бетонов.

Химические добавки вводят в бетонную смесь для целенаправленного изменения (модификации) свойств бетонной смеси и самого бетона.

По химической природе они могут быть органическими и неорганическими.

В зависимости от назначения (основного эффекта действия) их подразделяют (ГОСТ 30459-96, СТБ 1112-98) на виды:

•регулирующие твердение бетона: ускорители и замедлители твердения бетона;

•обеспечивающие твердение цемента при отрицательной температуре без обогрева (противоморозные);

•регулирующие свойства бетонных смесей, т.е. улучшающие пластичные свойства бетонных смесей (пластификаторы и суперпластификаторы). Это добавки, снижающие водопотребностъ бетона. Они не вступают в реакцию с цементом. Срок действия их не более 45 мин. Взамен суперпластификаторов, срок действия которых не превышал 45 мин и которые добавляли в бетон на строительной площадке, в настоящее время используют суперпластификаторы с более длительным сроком действия, кроме того, их применение по-

вышает прочностные показатели и долговечность бетона);

•регулирующие свойства бетона: вовлекающие воздух при перемешивании бетонных смесей и придающие цементному камню водоотталкивающие свойства (воздухововлекающие, гидрофобизирующие и гидрофобно-пластифицирующие);

•поризующие, т.е. создающие ячеистую структуру в бетоне (пено- и пенообразующие);

•повышающие поверхностную плотность цементного камня (уплотняющие, т.е. кольматирующие);

•препятствующие разрушению арматуры в бетоне (ингибиторы коррозии стали);

•защищающие бетон от разрушения микроорганизмами (биоцидные).

В Республике Беларусь действует П1-99 к СНиП 3.09.01-85 «Применение добавок в бетонах».

199