Однослойные конструкции стен из суперлегких бетонов
В последнее время на российском рынке стеновых и теплоизоляционных материалов наблюдается постоянный рост потребительского спроса на суперлегкие бетоны и изделия из них. Их ценные качества — теплотехническая эффективность, экологическая чистота и долговечность. По сравнению с большинством плитных теплоизоляционных материалов (пенополистирольные, минераловатные и другие) они выгодно отличаются надежностью в эксплуатации. В особенности это относится к полистиролбетону.
В 1995 году в России были существенно, в 2-3 раза, повышены нормативные требования по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций, и в строительной практике был осуществлен вынужденный переход с однослойных легкобетонных (керамзитобетон, шлакопемзобетон и др.) конструкций на слоистый вариант с использованием плитных утеплителей вышеуказанных видов. Так, в последнее десятилетие наружные стены зданий выполняются, в основном, из трехслойных панелей с наружными слоями из тяжелого бетона и внутренним слоем из плитного утеплителя. Все три слоя объединяются посредством связей различных видов: жестких дискретных в виде железобетонных шпонок или гибких из нержавеющей стали. Но такие конструкции имеют ряд существенных недостатков: теплотехническая однородность стеновых панелей недопустимо низка, это обусловлено наличием “мостика холода” по связям. Далее — ввиду неблагоприятных условий влагомассопереноса между слоями конструкции неизбежно накапливается конденсированная влага, что приводит к явной необеспеченности ее теплозащитной функции. Причем избыточная влага между слоями трехслойной стеновой панели с такими утеплителями образуется уже на стадии изготовления конструкции — в процессе ее тепловлажностной обработки.
Традиционные материалы, применяемые в качестве утеплителей, пенополистирольные и минераловатные плиты, судя по довольно большому числу публикаций, недостаточно надежны в эксплуатации. Со временем полимерная основа их естественно стареет или даже подвергается деструкции при температурных воздействиях. Соответственно они в значительной степени утрачивают свои теплозащитные свойства через 15-25 лет.
Более долговечными и качественными утеплителями являются экструзионный пенополистирол и особенно утеплители на основе базальтовых волокон, например, утеплитель фирмы Rockwool. Однако они имеют очень низкую паропроницаемость. Отсюда при использовании их в трехслойных стеновых конструкциях или при утеплении стен могут создаваться еще более неблагоприятные условия влагомассопереноса, чем при использовании менее плотных традиционных плитных утеплителей. Иное дело — разработка и применение суперлегких бетонов с высокими показателями теплотехнического качества. Они позволяют создавать даже однослойные конструкции стен относительно небольшой толщины с высокими теплозащитными свойствами.
В НИИЖБе создан сверхлегкий бетон — модифицированный полистиролбетон МПБ. В сравнении с традиционным полистиролбетоном сорбционная влажность его ниже на 35-45%, а коэффициент теплопроводности в состоянии равновесной влажности меньше на 27-35%. Именно поэтому в последнее время при выборе строителями стеновых материалов предпочтение отдается полистиролбетону и, в частности, МПБ. Теплоизоляцию из полистиролбетона можно эффективно использовать при утеплении ограждающих конструкций всех видов — начиная от наружных стен и кончая кровлями, перекрытиями над холодными подвалами, покрытиями холодных чердаков как вновь возводимых, так и реконструируемых зданий, а также резервуаров различного назначения. У этого материала высокая тепловая инерция, благодаря ей внутренний климат помещений сохраняет свои оптимальные значения длительное время. Весьма перспективен в применении монолитный сверхлегкий полистиролбетон низких марок по средней плотности (D150-D250), так как при укладке таких бетонных смесей в несъемную опалубку ограждающих конструкций любых видов прочность затвердевшего бетона практически не регламентируется. Впервые в практике российского строительства в НИИЖБе создана и успешно внедрена технология изготовления, транспортирования с помощью бетононасосов и укладки в опалубку без виброуплотнения высокопоризованных и нерасслаивающихся полистиролбетонных смесей. Разработан альбом технических решений одно-, двух- и трехслойных наружных стен, как самонесущих (навесных), так и несущих, возводимых с применением монолитного полистиролбетона. Возведение однослойных самонесущих наружных стен из монолитного пенополистиролбетона в несъемной опалубке различных видов (объемная просечная металлическая сетка, наружная и внутренняя кладка в 1/2 кирпича с гибкими базальтопластиковыми связями между слоями кладки и т.п.) успешно практикуется в Москве, Подмосковье, Петрозаводске, Воронеже и других городах.
Весьма эффективен и высококонкурентоспособен полистиролбетон (особенно МПБ) при использовании его в ограждающих конструкциях и в сборном варианте. Так, по разработанным в НИИЖБе технологиям более чем в пятнадцати регионах России введены в строй и успешно эксплуатируются крупные заводские комплексы по производству изделий из полистиролбетона: стеновых блоков, перемычек, теплоизоляционных плит и элементов изоляции трубопроводов теплотрасс.
Стеновые блоки из полистиролбетона марок по плотности D250-D350, в том числе с готовой фактурной поверхностью, используются для кладки стен как самостоятельно, так и в комбинации с другими конструктивными элементами, например, перемычками. Преимущества теплоизоляционного полистиролбетона, особенно МПБ, в сравнении с традиционными видами ячеистых бетонов (пенобетон, газосиликат) заключаются прежде всего в возможности получения первого со значительно — в 1,5-2 раза — пониженными плотностью и теплопроводностью. Соответственно существенно меньше — минимум на 10-15 см — требуемая толщина стены, следовательно, есть возможность увеличения полезной площади здания при равной или меньшей стоимости 1 м2 стены.
Разработанные НИИЖБом технологии суперлегких бетонов, технические решения ограждающих конструкций с их использованием, а также опыт их применения в строительстве были рассмотрены на НТС Госстроя РФ, одобрены и рекомендованы проектным и строительным организациям для широкого внедрения.
Подготовил Вячеслав ГИЛЕВИЧ
В 1995 году в России были существенно, в 2-3 раза, повышены нормативные требования по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций, и в строительной практике был осуществлен вынужденный переход с однослойных легкобетонных (керамзитобетон, шлакопемзобетон и др.) конструкций на слоистый вариант с использованием плитных утеплителей вышеуказанных видов. Так, в последнее десятилетие наружные стены зданий выполняются, в основном, из трехслойных панелей с наружными слоями из тяжелого бетона и внутренним слоем из плитного утеплителя. Все три слоя объединяются посредством связей различных видов: жестких дискретных в виде железобетонных шпонок или гибких из нержавеющей стали. Но такие конструкции имеют ряд существенных недостатков: теплотехническая однородность стеновых панелей недопустимо низка, это обусловлено наличием “мостика холода” по связям. Далее — ввиду неблагоприятных условий влагомассопереноса между слоями конструкции неизбежно накапливается конденсированная влага, что приводит к явной необеспеченности ее теплозащитной функции. Причем избыточная влага между слоями трехслойной стеновой панели с такими утеплителями образуется уже на стадии изготовления конструкции — в процессе ее тепловлажностной обработки.
Традиционные материалы, применяемые в качестве утеплителей, пенополистирольные и минераловатные плиты, судя по довольно большому числу публикаций, недостаточно надежны в эксплуатации. Со временем полимерная основа их естественно стареет или даже подвергается деструкции при температурных воздействиях. Соответственно они в значительной степени утрачивают свои теплозащитные свойства через 15-25 лет.
Более долговечными и качественными утеплителями являются экструзионный пенополистирол и особенно утеплители на основе базальтовых волокон, например, утеплитель фирмы Rockwool. Однако они имеют очень низкую паропроницаемость. Отсюда при использовании их в трехслойных стеновых конструкциях или при утеплении стен могут создаваться еще более неблагоприятные условия влагомассопереноса, чем при использовании менее плотных традиционных плитных утеплителей. Иное дело — разработка и применение суперлегких бетонов с высокими показателями теплотехнического качества. Они позволяют создавать даже однослойные конструкции стен относительно небольшой толщины с высокими теплозащитными свойствами.
В НИИЖБе создан сверхлегкий бетон — модифицированный полистиролбетон МПБ. В сравнении с традиционным полистиролбетоном сорбционная влажность его ниже на 35-45%, а коэффициент теплопроводности в состоянии равновесной влажности меньше на 27-35%. Именно поэтому в последнее время при выборе строителями стеновых материалов предпочтение отдается полистиролбетону и, в частности, МПБ. Теплоизоляцию из полистиролбетона можно эффективно использовать при утеплении ограждающих конструкций всех видов — начиная от наружных стен и кончая кровлями, перекрытиями над холодными подвалами, покрытиями холодных чердаков как вновь возводимых, так и реконструируемых зданий, а также резервуаров различного назначения. У этого материала высокая тепловая инерция, благодаря ей внутренний климат помещений сохраняет свои оптимальные значения длительное время. Весьма перспективен в применении монолитный сверхлегкий полистиролбетон низких марок по средней плотности (D150-D250), так как при укладке таких бетонных смесей в несъемную опалубку ограждающих конструкций любых видов прочность затвердевшего бетона практически не регламентируется. Впервые в практике российского строительства в НИИЖБе создана и успешно внедрена технология изготовления, транспортирования с помощью бетононасосов и укладки в опалубку без виброуплотнения высокопоризованных и нерасслаивающихся полистиролбетонных смесей. Разработан альбом технических решений одно-, двух- и трехслойных наружных стен, как самонесущих (навесных), так и несущих, возводимых с применением монолитного полистиролбетона. Возведение однослойных самонесущих наружных стен из монолитного пенополистиролбетона в несъемной опалубке различных видов (объемная просечная металлическая сетка, наружная и внутренняя кладка в 1/2 кирпича с гибкими базальтопластиковыми связями между слоями кладки и т.п.) успешно практикуется в Москве, Подмосковье, Петрозаводске, Воронеже и других городах.
Весьма эффективен и высококонкурентоспособен полистиролбетон (особенно МПБ) при использовании его в ограждающих конструкциях и в сборном варианте. Так, по разработанным в НИИЖБе технологиям более чем в пятнадцати регионах России введены в строй и успешно эксплуатируются крупные заводские комплексы по производству изделий из полистиролбетона: стеновых блоков, перемычек, теплоизоляционных плит и элементов изоляции трубопроводов теплотрасс.
Стеновые блоки из полистиролбетона марок по плотности D250-D350, в том числе с готовой фактурной поверхностью, используются для кладки стен как самостоятельно, так и в комбинации с другими конструктивными элементами, например, перемычками. Преимущества теплоизоляционного полистиролбетона, особенно МПБ, в сравнении с традиционными видами ячеистых бетонов (пенобетон, газосиликат) заключаются прежде всего в возможности получения первого со значительно — в 1,5-2 раза — пониженными плотностью и теплопроводностью. Соответственно существенно меньше — минимум на 10-15 см — требуемая толщина стены, следовательно, есть возможность увеличения полезной площади здания при равной или меньшей стоимости 1 м2 стены.
Разработанные НИИЖБом технологии суперлегких бетонов, технические решения ограждающих конструкций с их использованием, а также опыт их применения в строительстве были рассмотрены на НТС Госстроя РФ, одобрены и рекомендованы проектным и строительным организациям для широкого внедрения.
Подготовил Вячеслав ГИЛЕВИЧ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 23 за 2003 год в рубрике бетон
