Трехслойные стены с внутренним слоем из монолитного ячеистого бетона

Использование эффективных теплоизоляционных материалов типа различных пенопластов или минеральной ваты в качестве внутренного слоя кирпичной или бетонной стены является нерациональным решением с позиции долговременного сохранения стеной высоких эксплуатационных свойств. В отличие от наружных капитальных слоев стен, рассчитанных по долговечности на 75 - 150 лет, внутренние слои из высокоэффективных теплоизоляционных материалов сохраняют свои физико-механические свойства в течение 10 - 25 лет. По истечении указанного срока возникает проблема повышения теплофизических свойств или замены внутреннего слоя стен. Поэтому использование для внутреннего слоя стен монолитного ячеистого бетона, по долговечности соизмеримого с другими слоями стены, является наиболее рациональной технологией.

Неавтоклавный ячеистый бетон в последнее время находит все более широкое применение как высокоэффективный строительный материал, применяемый в ограждающих многослойных стеновых конструкциях малоэтажных и многоэтажных зданий. Этому способствуют как высокие эксплутационные и теплоизоляционные характеристики, так и технико-экономические преимущества ячеистых бетонов по сравнению с традиционными и новыми теплоизоляционными материалами (пенопласт, минеральная вата и т.д.), особенно с поциции долговечности. Ячеистые бетоны являются разновидностью легкого бетона. В процессе их производства образуется харак­терная "ячеистая" структура. Пористость ячеистого бе­тона можно регулировать, получая бетоны разной плот­ности и назначения.

По назначению ячеистые бетоны делятся на три группы конструкционные, конструкционно-теплоизоля­ционные и теплоизоляцион-ные. В зависимости от способа получения ячеистый бетон подразделяется на пенобетон, газобетон и пеногазобетон.

Пенобетон изготавливается из вяжущего, мелкого заполнителя, воды и пенообразователя. Освоена технология приготовления пенобетона с использованием цемента, воды и пенообразователя без песка или другого наполнителя. Для повышения прочности и уменьшения усадки в пенобетон на стадии приготовления добавляют химические добавки и армирующие волокна (рис. 5.14).

Монолитный пенобетон отличается хорошими звуко- и теплоизоляционными свойствами. Материал является негорючим и не разрушается от воздействия высокой температуры. На свойства пенобетона оказывает большое вли­яние качество пенообразователя. В настоящее время в основном применяются синтетические пенообразователи на основе органических соединений как оте­чественного, так и импортного производства. В качестве стабилизаторов пены применяют добавки раствора животного клея, сернокислого железа, жидкого стекла.

Изменяя соотношение составляющих пенобетонной смеси, можно получать пенобетон различной плотности (300-1800 кг/ м³). С увеличением плотности растет проч­ность пенобетона, но падает сопротивление тепло­передаче.

Рисунок 5.14 – Общий вид армирущих волокон для пенобетона:

Вначале с помощью пеногенератора готовится пена высокой кратности (рис. 5.15). Пена подается в раство-росмеситель, где перемеши-вается с цементом и кремнесодержащим наполни-телем (мелкий песок, зола ТЭС). В последнее время для самонесущих стен каркасных монолитных зданий исполь-зуют пенобетон на основе только цемента без мелкого заполнителя. Расход цемента на 1 м³ смеси составляет 300-350 кг. Пенобетон насосом подается в полость стены, наружние слои которой выполняются из различных материалов, выступающих в качестве несъемной опалуб-ки: кирпича, блоков, гипсокартона, ЦСП, аквапанелей и т.п. (рис. 5.16- 5.22). Укладка производится послойно, при этом последующий слой укладывается после схватывания предыдущего.

Опалубка из кирпича (пустотелая кладка) и из кирпича в сочетании с несъемной опалубкой из большеразмерных плит. Достаточно давно известны технологии устройства стен из облегченной кирпичной кладки, например, колодцевой кладки, с последующим заполнением внутренней части стены легким материалом, играющим роль утеплителя (шлак, керамзитовый гравий, пенополистирольные гранулы и т.п.). В настоящее время пустота в кирпичной кладке часто заполняется пенобетоном плотностью 300-400 кг/м³, приготовленным непосредственно на строительной площадке (рис. 5.16).

Рисунок 5.15 – Общий вид установки для приготовления пенобетона

Большое распространение получает технология устрой-ства ограждающих конструк-ций в каркасных зданиях из монолитного пенобетона, пре-дусматривающая устройство наружной части стены из керамического или силикат-ного кирпича, выполнение внутренней части стены из гипсокартона, закрепляемого на каркасе из легких металлических элементов и выступающего в качестве несъемной опалубки, с последующим заполнением полости пенобетоном (рис. 5.18, 5.21).

Рисунок 5.16 – Заполнение пустоты в кирпичной стене пенобетоном

Пенобетон плотностью 300-400 кг/м³ на основе портландцемента без использования мелкого заполнителя приготавливается непосредственно на строительной площадке и транспортируется по гибкому шлангу под давлением к месту укладки. В процессе транспортировки плотность увеличивается, что надо учитывать при приготовлении пенобетона. Укладка пенобетона в связи с его большой усадкой производится послойно через отверстия в гипсокартоне. Очередной слой пенобетона подается после схватывания предыдущего. В связи с различной паропроницаемостью пенобетона и кирпича, выступающего в качестве паробарьера в данном случае, возможно образование в холодный период времени конденсата в слое пенобетона, соприкасающемся с кирпичом. При воздействии отрицательной температуры возможно разрушение данного слоя пенобетона из-за расширения воды при ее переходе из жидкого состояния в твердое (лед). Для повышения долговечности пенобетона необходимо увеличивать его паропроницаемость стадии приготовления до уровня паропроницаемости кирпича путем использования гидроизоляционных водорастворимых добавок .

Рисунок 5.17 – Кирпичные пустотелые стены, заполненные пенобетоном

Рисунок 5.18 – Схема заливки пенобетона в ограждающие конструкции многоэтажных зданий: 1 – пеногенератор, 2 – пенобетоносмесительный бак, 3 - подающий шланг для закачки пенобетона в конструкцию, 4 – модифицированный пенобетон плотностью 500 кг/м³, 5 – наружное стеновое ограждение заливаемой конструкции (кирпичная кладка толщиной 120 мм из лицевого кирпича), 6 – монолитная несущая плита, 7 – запас цемента идобавок

Рисунок 5.19 – Общий вид монолитного каркасного дома. Конструктивное решение наружных стен: цветной силикатный кирпич (наружный слой, выступающий в качестве несъемной опалубки), гипсокартон, крепящийся к облегченному металлическому каркасу (внутренний слой, выступающий в качестве несъемной опалубки), пенобетон плотностью 300-400 кг/м³ (средний слой). Внутренние межквартирные и межкомнатные перегородки также выполняются с использованием пенобетона и несъемной опалубки из гипсокартона, закрепленного к облегченному металлическому каркасу.

Рисунок 5.20 – Заполнение ячеистым бетоном полости стены с наружными слоями из больше-размерных плит, закрепленных к каркасу из облегченных метал-лических профилей

Для устройства стен необходимой толщины разработаны специальные несъемные опалубки с механизмом их раздвижки на заданную величину (рис. 5.22). С учетом тепло-физических свойств особо легких композиционных материалов формируется ограждающая конструкция необходимой толщины.

Рисунок 5.21 –Заполнение фибропенобетоном плотностью 600 кг/м³ полости стены с наружными слоями из облицовочного керамического кирпича и плит СМЛ, закрепленных к каркасу из оцинкованного профиля

Рисунок 5.22 – Раздвижная опалубка для формирования стен необходимой толщины

В настоящее время разработаны интенсивные ресурсосберегающие технологии, позволяющие получать неавтоклавный ячеистый бетон с высокими теплоизоляционными свойст-вами.

Относительно невысокая стоимость и повсеместное распространение пенообразователей, а также возможность использования местного сырья и отходов промышленности, в особенности зол ТЭС, опилок, костры, отходов целлюлозно-бумажной про-мышленности (скопа), позволяют получить большой объем дешевого пенобетона для устройства теплоэффективных ограждающих конструкций зданий. Зависимость теплопроводности различных композиционных материалов от их плотности приведены на рисунке 5.23.

Для приготовления пенобетона на основе портландцемента и тонкодисперсных промышленных отходов непосредственно на строительной площадке разработаны специальные мобильные установки (рис. 5.24).

Для заполнения внутренней полости стен могут использоваться не только ячеистый бетон, но и другие особо легкие бетоны, например полистиролбетон, скопобетон, арболит и т.п.Полистиролбетон является достаточно новым мате­риалом, появился он сравнительно недавно. Полистиролбетон является композиционным мате­риалом, и по своему функциональному назначению близок к ячеистым бетонам. Это легкий бетон на це­ментном вяжущем и вспученном (полистирольном) за­полнителе.

Рисунок 5.23 - Зависимость теплопроводности композиционных материалов

от их плотности:

1 - ячеистый бетон автоклавного и неавтоклавного твердения с использованием песка; 2 - то же, с использованием золы; 3 - арболит на основе измельченной древесины; 4 - арболит на основе костры льна; 5 - бисипор (материал на основе жидкого стекла, модифицированного различными добавками); 6 -активированный скопобетон ("Актизол"); 7 - "Актизол" с включением золы; 8 –неопор - бетон

Рисунок 5.24 - Активатор – смеситель для приготовления пенобетона на строительной площадке. Активатор – смеситель позволяет достичь высокой гомогенизации (однородности) смеси и повысить активность (реакцион-носпособность) ее компонентов: цемента, мелкодисперсных промыш-ленных отходов, песка и т.п. Приготовленная смесь подается насосом к месту укладки в опалубку