со съемнымии несъемными опалубками рассказывают
В. ЮРПИК, гендиректор «Монолит проект монтаж»,
кандидаты технических наук И. БЕССОНОВ (НИИСФ) и А. ЖУКОВ (МГСУ)
Монолитное строительство, в том числе с применением поризованных бетонов и, в частности, пенобетона, можно назвать самым перспективным из существующих технологий возведения зданий.
Монолитное строительство перед другими технологиями имеет ряд преимуществ. Независимость конструкций от установленных размеров позволяет варьировать планировку, площадь и высоту помещений. Шаг конструкций при монолитном строительстве не имеет значения.
Существенно уменьшается толщина стен и перекрытий. За счет облегчения веса конструкций уменьшается материалоемкость фундаментов, соответственно удешевляется их устройство.
Производственный цикл переносится на строительную площадку. Если монолитное строительство ведется по четко отработанной схеме, то возведение зданий осуществляется в более короткие сроки. Кроме этого, качественно выполненная работа значительно сокращает расходы отделочных материалов.
Монолитное строительство обеспечивает практически «бесшовную» конструкцию. Благодаря этому повышаются показатели тепло- и звуконепроницаемости, увеличивается долговечность сооружения.
В монолитном строительстве есть свои особенности. Ведь это новая технология, требующая знания особых приемов и способов строительства. Необходима и новая система проектирования, организация производства работ, система контроля качества.
Сейсмически устойчивая конструкция прочно держит форму дома, стены получаются ровнее, потолок и пол, отлитые из бетона, лишены швов и пустот.
В большинстве случаев монолитные дома строятся по принципу: несущие конструкции (колонны, стены, балки, перекрытия) – это литые бетонные конструкции, а ограждающие стены и перегородки, чтобы улучшить экологические характеристики, по сути бетонной коробки выполняются из кирпича, пенобетонных или гипсовых блоков.
Основа технологии монолитного литья – арматура и опалубка. Именно опалубка во многом определяет сроки и качество возведения конструкций. Применение современных опалубочных систем позволило существенно повысить технологичность монолитного строительства, сделать его конкурентоспособным.
Для новых подрядных организаций, которые не имеют развитой производственной базы, использование технологии монолитного строительства предпочтительней по многим соображениям. Производственная база в этом случае сводится к минимуму: нужны товарный бетон, опалубка и арматура, причем арматурный цех создавать не обязательно – во многих случаях арматуру вяжут прямо на строительной площадке.
Появление на строительном рынке модифицированных добавок для гипсовых смесей повлекло за собой появление и нового материала – пеногипсобетона с плотностью от 300 до 1 200 кг/м³. Набор конструкционной плотности пеногипсобетоном (после которого можно снимать опалубку) занимает от двух до трех часов.
Технология приготовления пеногипсобетона непосредственно на строительном объекте и возможность подачи его при помощи шлангов на расстояние 40 м по горизонтали и 15 м в высоту позволяют значительно уменьшить затраты на транспортные услуги и аренду подъемных механизмов.
Совокупность этих факторов и послужила катализатором для внедрения технологии пеногипсобетона в монолитном строительстве.
Модифицированный пеногипсобетон
Технология по производству пенобетона стала уже практически классической. Самое большое распространение получила технология производства пенобетона в традиционном составе пенобетона (портландцемент, песок, пенообразователь, вода).
Применение пенобетона регламентировано нормативной документацией:
- ГОСТ 25485-89 «Бетоны ячеистые. Технические условия».
- ГОСТ 5742-76 «Изделия из ячеистых бетонов теплоизоляционные».
- ГОСТ 11118-73 «Панели из ячеистого бетона».
- ГОСТ 12852.0-77 «Бетон ячеистый. Общие требования к методам испытаний».
- ГОСТ 12852.5-77 «Метод определения коэффициента паропроводности».
- ГОСТ 12852.6-77 «Метод определения сорбционной влажности».
- ГОСТ 13578-68 «Панели из легких бетонов на пористых наполнителях».
- СН 277-80 «Инструкция по изготовлению изделий из ячеистого бетона».
Рассмотрим технологию производства пенобетона на гипсовой основе, назвав его для удобства восприятия пеногипсобетоном. И в дальнейшем под пеногипсобетоном будем подразумевать пенобетон, полученный на основе применения гипса как основного компонента. Также рассмотрим технологию приготовления пеногипсобобетона, его основные характеристики.
Модифицированный гипс
Гипс имеет массу достоинств, но короткие сроки схватывания и низкая водостойкость существенно ограничивали рамки применения этого материала. Серьезная работа по решению «гипсовых проблем» проводилась во ВНИИСТРОМ, МИСИ-МГСУ, НИИСФ, инжиниринговых центрах "КНАУФ" и "РИГИПС". Основными направлениями было признано: введение минеральных добавок, проявляющих пуццолановую активность, или модификация полимерными веществами. Таким образом, в 60-80-е годы были созданы ГЦПВ (гипсоцементно-пуццолановое вяжущее) и семейство полимергипсовых материалов.
Появление пеногипсобетона как строительного материала стало возможным в результате создания в лаборатории «Новых строительных материалов и технологий» МГСУ модификатора гипса – специальной добавки, позволяющей свести к минимуму недостатки, свойственные гипсосодержащим материалам, при сохранении всех их положительных свойств.
Испытания показали, что составы на гипсовом вяжущем, производимые с использованием модифицирующей добавки, обладают механическими и эксплуатационными характеристиками, ранее присущими только материалам на основе портландцемента.
Повышенная прочность, водостойкость и морозостойкость составов на основе модифицированного гипса позволяют использовать их в строительных конструкциях, водостойких полах, финишных шпаклевках и штукатурных смесях, рассчитанных на применение во влажных помещениях.
Пенобетон на основе модифицированных гипсовых вяжущих – новое развивающееся направление производства сухих строительных смесей, которое может быть организовано на любом профильном предприятии при минимальных финансовых затратах и незначительных технологических изменениях.
В традиционном составе пенобетона заменяют портландцемент на гипс и модификатор, причем каждое действующее производство, выпускающее пенобетон по любой известной технологии, способно производить гипсопенобетон с уникальными свойствами, а применение технологий сухих строительных смесей позволяет гарантировать качество выпускаемой продукции. При разработке состава сухой смеси для пеногипсобетона наряду с заданными показателями прочности, средней плотности и теплопроводности было установлено требуемое время набора отпускной прочности не более четырех часов.
Снижение сроков набора отпускной прочности открывает широкие перспективы для использования пенобетона в монолитных ограждающих конструкциях и при устройстве тепло- и звукоизолирующих слоев пола. При этом сроки производства работ сокращаются в 6 - 8 раз при уменьшении массы здания приблизительно на 30 %, что уменьшает нагрузки на фундамент и затраты на их строительство.
Оборачиваемость опалубки возрастает в 3-4 раза, отпадает необходимость применения специального оборудования для сушки и ускорения твердения пенобетона, в результате чего не только повышается рентабельность существующих производств, но и сокращается уровень капиталовложений при приобретении съемной опалубки и комплектующих.
Модифицированные сухие бетонные смеси «МОНОЛИТ» (МСБС «Монолит»), сокращенно модификатор гипса МГ (ТУ 5745-007-31852814-2005), представляет собой однородную смесь компонентов – гипсового вяжущего, заполнителя, модификатора гипса, органических и минеральных добавок, дозированных и перемешанных на предприятии-изготовителе. Перед употреблением смесь затворяют водой.
Применение пеногипсобетона
По основному назначению легкие модифицированные гипсобетоны подразделяют на: теплоизоляционные, конструкционные, в том числе конструкционно-теплоизоляционные; специальные (теплоизоляционные, жаростойкие, декоративные и др.).
Пеногипсобетон рекомендован к применению в следующих типах ограждающих конструкций.
Ограждающие конструкции, выполненные с использованием съемной опалубки (плотность пеногипсобетона 800 - 1 000 кг/м³).
Ограждающие конструкции, выполненные с использованием полусъемной опалубки (плотность пеногипсобетона 600 - 900 кг/м³), при этом наружная стена – съемная опалубка, внутренняя стена – несъемная опалубка (гипсокартон, магнезитовая плита, дерево, кирпич).
Ограждающие конструкции, выполненные с использованием несъемной опалубки (плотность пеногипсобетона 250 - 400 кг/м³), при этом наружную и внутреннюю стены можно выполнять из одинакового материала (магнезитовая плита, дерево, кирпич, фибролит, хризотилцементные листы и др.).
В ходе отработки технологии получены плотности пеногипсобетона в сухом состоянии 250, 400, 600, 900, 1 200 кг/м³. На материал имеется Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.01.03.574.П.001143.01.06 от 18.01.2006 г., Сертификат соответствия системы сертификации ГОСТ Р Госстандарта России № РОСС RU. АИ 09.Н 0033 0478636, Протокол испытаний № 119 от 16.07.2006 г., Отчет по классификационным испытаниям № 01/К-2006 ООО «НПФ «АНТИП», аккредитованного в Системе сертификации в области пожарной безопасности Российской Федерации в качестве технически компетентного и независимого испытательного центра.
Состав пеногипсобетона
Гипс строительный марки Г-5 БII (ГОСТ 125–79), вода.
Модификатор гипса МГ-2 относится к области строительных материалов, а именно к добавкам, используемым при производстве гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе. Технический результат – упрощение технологии производства работ, возможность получения добавки с заранее прогнозируемыми в широком спектре свойствами, улучшающими потребительские свойства гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе и реализации ее в промышленности.
Пенообразователь "ПБ-Люкс" представляет оптимальную смесь анионактивных ПАВ со стабилизирующими и функциональными добавками. Используется в качестве порообразователя при производстве пенобетона. Пенообразователь "ПБ-Люкс" придает устойчивость пенобетонной массе, что позволяет транспортировать готовую массу на значительные расстояния.
Расходы компонентов и технологические параметры пенной системы на гипсовом вяжущем представлены в табл. 1.
Таблица 1
Состав пенной системы на гипсовом вяжущем и время поризации смеси
Приготовление пеногипсобетона
Смешивание смеси и ее подача в опалубку стен осуществляется с помощью мобильной турбулентно-эжекторной установки (ЭТС-0,5). Согласно рецептуре (табл. 2), сухую смесь засыпать в бункер установки и, регулируя расход воды, подобрать требуемую консистенцию смеси согласно инструкции по применению машины (агрегата). Полученный пеногипсобетон должен отвечать требованиям: ТУ 5745-007-31852814-2005, ГОСТ-25485-89 «Бетон ячеистый».
Таблица 2
Технические данные эжекторно-турбулентного смесителя (ЭТС-0,5)
Эжекторно-турбулентный смеситель ЭТС-0,5 (рис. 1) цикличного действия, ручной загрузки, предназначен для приготовления качественных высокодисперсных пенных систем на гипсовом или цементном вяжущем и подачи ее к месту укладки.
Рис. 1. Эжекторно-турбулентный смеситель ЭТС-0,5
Производительностью 3-3,5 м³/ч (24 - 28 м²/смену), с подачей пеногипсобетона по шлангам до 40 метров по горизонтали и до 15 м по вертикали.
Для точного дозирования воды затворения и контроля времени активной фазы поризации смеси смеситель оборудован электронным датчиком контроля уровня воды затворения и электронным реле времени контроля времени поризации смеси.
Смеситель предназначен для эксплуатации: на строительных площадках и в стационарных условиях для изготовления штучных теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий.
Смеситель может использоваться в противопожарных мероприятиях для заполнения ячеистым материалом (объемным весом 300-400 кг/м³) пустоты деревянных перекрытий и перегородок, а также устройство защитных противопожарных экранов.
Рис. 2. Технологическая схема: 1 – накопительная емкость; 2 – установка ЭТС-0,5; 3 – компрессор; 4 – камерный насос; 5 – промежуточный центробежный насос; 6 – загрузочный люк с воронкой
Установка (рис. 2) по приготовлению пенной системы состоит из следующих узлов: промежуточная накопительная емкость воды затворения объемом до 1 м³ (1); смеситель ЭТС-0,5 (2); компрессор производительностью не менее 500 дм³/мин (3); камерный насос воды затворения (4); промежуточный центробежный насос воды затворения (5), люк загрузочный с воронкой (6).
Особенности эжекторно-турбулентного смесителя
Энергия сжатого воздуха в первую очередь используется для порообразования смеси и является основным энергоносителем эффективной работы эжектора установки.
Внутри смесителя установлен узел объемного разбрызгивания воды затворения при ее подаче в смеситель, обеспечивающий обмывку внутренней части емкости после каждого цикла приготовления смеси, что особенно актуально при работе на гипсовом вяжущем. Люк ручной загрузки связующего и заполнителя снабжен загрузочной воронкой и выполнен по принципу обратного клапана с системой рычагов, обеспечивающих его быстрое открытие, закрытие и герметизацию.
Вода затворения закачивается центробежным насосом в камерный насос (дозатор), где строго дозируется электронным датчиком уровня и сжатым воздухом подается в смеситель.
Уровень поризации пенной системы на установке достаточен для получения стабильных высокодисперсных пенных систем без подогрева воды затворения. Получение пенной системы основано на принципе единостадийного перемешивания, строго дозированного количества всех составляющих пенной системы: воды, связующего, заполнителя, пенообразователя.
Монолитное строительство
После детального анализа предлагаемых на рынке оборудования и строительных материалов для монолитного строительства мы остановили свой выбор: – материалы для заливки стен – пенобетоны как на гипсовых вяжущих, так и на портландцементных. Тип материала выбираем согласно проектным решениям: – опалубка для монолитных работ – пластиковая опалубка "ЭПИК ЭКО".
В проектной документации появляется новый раздел «Монолитные работы», где рассчитываются необходимые для строительства параметры и рецептура пенных составов, выполняются чертежи раскладки опалубки для стен и перекрытий, схемы установки инженерных сетей в монолитные конструкции, технологические карты производства работ.
Дальнейшая работа выполняется согласно инструкциям и регламентам по приготовлению пенобетонов и монтажа опалубки.
Пластиковая опалубка "ЭПИК ЭКО"
Пластиковая опалубка EPIC ECO разработана компанией EPIC (Словения). Опалубка EPIC ECO применяется как для вертикальных поверхностей (стены), так и для горизонтальных поверхностей (перекрытия) с применением балки EPIC ECO SKY SPEED или обычной двутавровой балки.
Масса 1 м² опалубки со всеми комплектующими составляет 20-22 кг. Не требуется затрат на услуги крана, дополнительную рабочую силу. Поверхность опалубки рекомендуется смазывать через 5-7 оборотов. Опалубка EPIC ECO способна выдерживать нагрузку давления бетонной смеси до 60 кН/м².
Для монтажа 100 м² требуется четыре рабочих и 1,5-2 ч. Транспортировка пластиковой опалубки будет зависеть только от объема транспортного средства, а не от его грузоподъемности (система 100 м² весит всего 2,2 т). Оборачиваемость поверхности щита – до 500 раз.
Высокая точность размеров элементов опалубки EPIC ECO обеспечивает герметичность – стыковая щель между щитами настолько незначительна, что позволяет сдерживать даже напор воды, что немаловажно при заливке пенобетона.
Основные достоинства технологии
Производство пеногипсобетона непосредственно на объекте и заливка в опалубку являются практически безотходными и позволяют сэкономить около 10-15 % стеновых материалов.
Уменьшается материалоемкость строительства объекта, в связи с этим уменьшаются транспортные расходы. Уменьшается использование подъемных механизмов.
Ускорение процесса строительства. Быстрое (но регулируемое) схватывание и твердение гипсовых формовочных смесей позволяет осуществлять быструю смену опалубки, коэффициент использования которой резко увеличивается. Снимать опалубку возможно уже через 3-4 часа после заливки стен пеногипсобетоном.
Рис. 3. Приготовление пеногипсобетона на строительной площадке
Скорость возведения монолитных стен всегда зависит от времени твердения бетона. При бетонах на портландцементе опалубка держится не менее суток. При использовании гипсовых бетонов в монолитных технологиях опалубку на монолите можно переставлять несколько раз в день. В связи с высокой скоростью оборачиваемости опалубки в разы уменьшаются затраты на ее приобретение, хранение, транспортировку.
Снижаются технологические простои высококвалифицированных работников – монтажников опалубки из-за скорости выполнения работ. Значительно уменьшается само количество работников. Сокращение времени производства работ приводит к экономии финансовых средств, как оборотных, так инвестиционных и кредитных.
Строительство коттеджа из пеногипсобетона
Согласно проекту по схеме раскладки щитов опалубки, на подготовленном фундаменте начали сборку щитов опалубки "ЭПИК ЭКО" (рис. 4.). Также параллельно начали производить монтаж заготовленных ранее металлокаркасов и монтаж арматурных каркасов и монтаж каркасов под оконные и дверные проемы (рис. 5).
Рис. 4. Монтаж пластиковой опалубки "ЭПИК ЭКО" на 1-й ярус стены
Рис. 5. Монтаж арматурных каркасов и монтаж каркасов под оконные и дверные проемы
Пеногипсобетон приготавливают непосредственно на площадке (рис. 6), подают по шлангам и заливают в опалубку 1-го яруса (рис. 7). Марка пеногипсобетона по плотности D 700–800.
Рис. 6. Приготовление монолитного пеногипсобетона
Рис. 7. Заливка 1-го яруса опалубки монолитным пеногипсобетоном
Опалубку 1-го яруса стены демонтируют с ограждения (рис. 8) и осуществляют монтаж опалубки на 2-й ярус стен (рис. 9). Осуществляют заливку 2-го яруса стены пеногипсобетоном (рис. 10).
Рис. 8. Демонтаж опалубки с ограждения 1-го яруса стены; монтаж опалубки на 2-й ярус стен
Рис. 9. Монтаж 2-го яруса опалубки
Рис. 10. Заливка 2-го яруса стены пеногипсобетоном
Опалубку монтируют на 3-й ярус (рис. 11, 12), одновременно наружная опалубка будет служить ограждением при заливке монолитного перекрытия 1-го этажа. Заливают пеногипсобетоном 3-й ярус стены (рис. 13).
Рис. 11. Монтаж опалубки на 3-й ярус
Рис. 12. Опалубка 3-го яруса 1-го этажа
Рис. 13. Залика пеногипсобетоном 3-го яруса стены
Устанавливают стойки и балки под монолитное перекрытие 1-го этажа (рис. 14). Монтируют щиты опалубки ЭПИК ЭКО под монолитное перекрытие 1-го этажа (рис. 15). Монтируют объемно-пространственные каркасы под монолитное перекрытие 1-го этажа (рис. 16). Заливают перекрытия монолитным пеногипсобетоном (рис. 17, 18). Толщина перекрытия 30 см, плотность пеногипсобетона 800 кг/м³.
Рис. 14. Установка стоек и балок под монолитное перекрытие 1-го этажа
Рис. 15. Монтаж опалубки "ЭПИК ЭКО" под монолитное перекрытие 1-го этажа
Рис. 16. Монтаж объемно-пространственных каркасов под монолитное перекрытие 1-го этажа
Рис. 17. Заливка перекрытия монолитным пеногипсобетоном
Рис. 18. Заливка перекрытия пеногипсобетоном. Вид на установку с уровня перекрытия 1-го этажа
Монтируют опалубку под заливку стен 2-го этажа (рис. 19), заливают стены. Подготовленные каркасы под монолитное перекрытие 2-го этажа сложены штабелем (рис. 20). Монтируют элементы каркаса опалубки под перекрытия 2-го этажа (рис. 21); монтируют пластиковые щиты (рис. 22). Заливают монолитное перекрытие 2-го этажа (рис. 23).
Рис. 19. Монтаж опалубки под заливку стен 2-го этажа
Рис. 20. Подготовлены каркасы под монолитное перекрытие 2-го этажа
Рис. 21. Несущая система опалубки под перекрытия 2-го этажа
Рис. 22. Монтаж опалубки под перекрытия 2-го этажа
Рис. 23. Заливка монолитного перекрытия 2-го этажа
Фасад подготовлен под утепление (рис. 24). Монтажные отверстия заделаны, сколы оштукатурены, стены очищены от наплывов, неровностей. Утепление фасадов осуществляют по технологии СЕНЕРДЖИ (рис. 25). Листы теплоизоляции наклеивают на стены (рис. 26) и дополнительно закрепляют стеклопластиковыми дюбелями. Поверхности оштукатуривают системами СЕНЕРДЖИ с армированием стеклосеткой (рис. 27).
Рис. 24. Фасад подготовлен под утепление
Рис. 25. Утепление фасадов по технологии "СЕНЕРДЖИ"
Рис. 26. Наклейка на стены листов теплоизоляции с дополнительной фиксацией стеклопластиковыми дюбелями
Рис. 27. Оштукатуривание по армирующей стеклосетке
Материалы на основе гипса безопасны для здоровья человека, обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными характеристиками, повышенной огнестойкостью и сравнительно невысоким удельным весом. Способность гипса отдавать или поглощать влагу (в зависимости от влажности воздуха) обеспечивает регулирование микроклимата помещений, что позволяет поддерживать комфортные условия проживания.
