Анализ типов несъемных опалубок из древесно-цементных композиций
- Авторы: Рязанова Г.Н.1, Козлова Е.С.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: Том 13, № 2 (2023)
- Страницы: 103-109
- Раздел: ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
- URL: https://journals.eco-vector.com/2542-0151/article/view/492259
- DOI: https://doi.org/10.17673/Vestnik.2023.02.15
- ID: 492259
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В современном мире монолитное строительство остается одним из самых востребованных вариантов возведения зданий и сооружений. В настоящее время в монолитном строительстве все чаще используется несъемная опалубка − конструкция из блоков, которая заполняется бетоном и при необходимости арматурой. После возведения конструкция не снимается и служит частью готового здания или сооружения. Преимущество такой технологии заключается в объединении различных работ в один производственный процесс. Таким образом, монтаж опалубки, утепление здания, звукоизоляция и подготовка стен к отделке происходит в едином комплексе. В данной статье рассматриваются типы технологии возведения ограждающих конструкций в несъемной опалубке. Проводится анализ, сравнение и дается заключение о наиболее выгодном варианте.
Полный текст
Монолитное строительство в современном мире с каждым годом становится всё популярнее. Конкуренция на рынке строительства приводит к новым различным вариантам возведения конструкций для обеспечения прочной, быстрой и дешевой технологии строительства. Значительная часть таких инноваций приходит в основном из международных компаний. Современные технологии в России, как правило, применяются на крупных объектах, имеющих социальное значение. А освоение технологий приводит к применению их уже в типовых зданиях. При сравнительной характеристике бетонных стен и стен из кирпича предпочтение отдается монолиту. С учётом одинаковых теплопроводности, изоляционных свойств и устойчивости, монолитная стена тоньше и легче на 15-20 %, что облегчает всю конструкцию. Меньший вес дома предполагает облегчение и удешевление фундамента. При строительстве монолитного дома процесс изготовления осуществляется непосредственно на стройплощадке, в результате происходит уменьшение трудозатрат за счет того, что не нужно обрабатывать стены, осуществлять герметизацию и заделку швов после монтажа, как это было бы при сборном строительстве.
По данным исследований за последние пять лет, использование монолитной технологии в строительстве новых жилых комплексов составляет 75-94 %. Кроме того, увеличивается количество коттеджных и дачных поселков, загородных и частных домов. На рис. 1 показан рост монолитного строения с 2009 по 2020 гг. [1].
Рис. 1. Структура технологии возведения строительства с 2009 по 2020 гг., млн. м2
Основные задачи в проектировании наружного ограждения направлены на поиск наиболее перспективных материалов, позволяющих снизить материалоёмкость, стоимость и трудоемкость работ при возведении конструкций.
Выделим важные критерии оценки наружных ограждающих конструкций:
- эксплуатационные (конструктивные, теплотехнические, санитарно-гигиенические, эстетические);
- технологические (простота монтажа, снижение трудозатрат, уменьшение сроков строительства, сокращение материалоёмкости);
- экономические (снижение стоимости изготовления, возведения, эксплуатации);
- экологические (экологичность материала, конструкции, утилизации);
- требования к безопасности (безопасность при изготовлении, в процессе эксплуатации, обеспечение противопожарных требований) [2].
В данной статье сравниваются два варианта несъемной опалубки. Первый − уже готовая опалубка австрийской компании VELOX, второй − опалубка из цементно-стружечных плит и полистиролбетона.
Австрийская компания VELOX представляет технологию возведения монолитного строительства в несъемной опалубке из щепоцементных плит. Такие плиты производят путем прессования древесной (хвойной) щепы, цемента и минеральных добавок. Технология производства обеспечивает полную переработку сырья и является экологически безопасной. Плиты сохраняют лучшие свойства древесины и при этом отличаются высокой прочностью, обеспечивают хорошую звуко- и теплоизоляцию. За счет минерализации щепы, плиты VELOX защищены от горения, гниения, влаги, сохраняют геометрические размеры и не подвержены процессам старения древесины [3] (рис. 2).
Рис. 2. Несъемная опалубка VELOX [3]
Для улучшения теплотехнических характеристик в несъемной опалубке используется двухслойная плита VELOX WS-135 (рис. 3), она имеет щепоцементный слой толщиной 35 мм и приклеенный на цементном растворе утеплитель (пенополистирол) толщиной 100 мм.
Рис. 3. Разрез конструкции опалубки VELOX UL 32 [3]
Пенополистирол по теплотехническим свойствам имеет высокие показатели. В качестве сравнения с наиболее применяемыми в строительстве материалами его можно сопоставить с минеральной ватой (табл. 1).
Таблица 1. Сравнительные показатели теплопроводности
Материал | Полистирол | Минеральная вата | Древесина | Кирпич | Тяжелый бетон |
Теплопроводность, Вт/(м∙К) | 0,037 | 0,039 | 0,14 | 0,56 | 1,1-1,3 |
Пенополистирол − горючий материал, выделяющий при горении токсические продукты. Кроме того, при монтаже и отделке помещения необходимо учитывать ряд специальных мероприятий по обработке поверхностей, обеспечивающих защитные свойства в местах оконных, дверных проемов, электрических сетей, розеток и выключателей (табл. 2).
Таблица 2. Физико-механические показатели пенополистирола
Показатель | Значение показателя |
Водопоглощение за 24 часа,٪, не более | 0,4 |
Предел прочности при изгибе, МПа | 0,25 |
Теплопроводность, Вт/(м∙K) | 0,037 |
Морозостойкость, число циклов переменного замораживания и оттаивания | Около 60 |
Группа горючести | Г-3 (опасные) |
Гарантийный срок эксплуатации, лет | Не менее ٣٠ лет |
Экологичность | Нет окончательных исследований по безопасности для здоровья |
После монтажа несъемная опалубка VELOX заполняется тяжелым бетоном. Он состоит из трех основных компонентов: вяжущего вещества, крупного и мелкого заполнителей. В качестве вяжущего материала могут быть использованы цементы марок М200-М800. Благодаря заполнителям, например плотного щебня разных фракций, мелкого и среднего песка, и тщательной трамбовке раствора, сразу после укладки достигается высокая плотность тяжелого бетона. Для придания раствору пластичности в него вносят пластификаторы [4]. Обычно для заливки стен используется бетон марок М250-М350. В табл. 3 приведены физико-механические свойства тяжелых бетонов.
Таблица 3. Основные физико-механические свойства бетона марок М250-М350
Показатель | М250 | М350 |
Прочность на сжатие | B20 | В25 |
Подвижность (текучесть смеси) | П2-П4 | П3-П5 |
Морозостойкость | Класс F75-F100 | Класс F200-F300 |
Водопроницаемость | W2-W6 | W8 |
Плотность | 2300 кг/м3 | 2400 кг/м3 |
Второй вариант для анализа технологии стеновых ограждающих конструкций − цементно-стружечные плиты и заполненный между ними полистиролбетон.
Цементно-стружечная плита (ЦСП) (рис. 4) – это материал, изготовленный путем прессования смеси из цемента, деревянной стружки и химических добавок. Используемым цементом должен быть портландцемент. Состав цементно-стружечных плит представлен на рис. 5. В качестве химических добавок используются: хлорид кальция, «жидкое стекло», хлорид или сульфат алюминия. Они применяются для защиты материала от гниения, поражения грибком, уменьшают способность впитывать воду и увеличивают стойкость к морозу [2]. ЦСП является продуктом российского производства и его стоимость гораздо меньше, чем стоимость несъемной опалубки VELOX. Физико-механические показатели ЦСП представлены в табл. 4.
Рис. 4. Цементно-стружечные плиты [5]
Рис. 5. Содержание компонентов в ЦСП
Таблица 4. Физико-механические показатели ЦСП (ГОСТ 26816-2016 «Плиты цементно-стружечные. Технические условия»
Показатель | Значение показателя |
Плотность, кг/м3 | 1100-1400 |
Влажность,% | 6-12 |
Разбухание по толщине за 24 ч, %, не более | 1,5 |
Водопоглощение за 24 ч, %, не более | 16 |
Предел прочности при изгибе, МПа | 7-12 |
Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты, МПа, не менее | 0,35-0,5 |
Твердость, МПа | 45-65 |
Теплопроводность, Вт/(м∙K) | 0,26 |
Морозостойкость, число циклов переменного замораживания и оттаивания | 50 |
Группа горючести | Г-1 (трудносгораемые) |
Гарантийный срок эксплуатации, лет | 50 |
Листы ЦСП выпускаются двух размеров: при ширине 1250 мм длина может быть 2700 или 3200 мм. При этом толщина плит ЦСП может быть 8, 10, 12, 16, 20, 24, 36 мм. Вес листов ЦСП указан в табл. 5, 6.
Таблица 5. Вес цементно-стружечных плит в зависимости от размеров и толщины
Размеры, мм | Вес одного листа, кг | Объем листа, м3 | Кол-во листов в ١ м3 | ||
длина | ширина | толщина | |||
2700 | 1250 | 8 | 36,45 | 0,0270 | 37,04 |
10 | 45,56 | 0,0338 | 29,63 | ||
12 | 54,69 | 0,0405 | 24,69 | ||
16 | 72,90 | 0,0540 | 18,52 | ||
20 | 91,12 | 0,0675 | 14,81 | ||
24 | 109,32 | 0,0810 | 12,53 | ||
36 | 163,78 | 0,1215 | 8,23 |
Таблица 6. Вес цементно-стружечных плит в зависимости от размеров и толщины
Размеры, мм | Вес одного листа, кг | Объем листа, м3 | Кол-во листов в ١ м3 | ||
длина | ширина | толщина | |||
3200 | 1250 | 8 | 43,20 | 0,0320 | 31.25 |
10 | 54,00 | 0,0400 | 25,00 | ||
12 | 64,80 | 0,0480 | 20,83 | ||
16 | 86,40 | 0,0640 | 15,63 | ||
20 | 108,00 | 0,0800 | 12,50 | ||
24 | 129,60 | 0,0960 | 10,42 | ||
36 | 194,40 | 0,1440 | 6,94 |
Полистиролбетон (рис. 6) является разновидностью легких бетонов и характеризуется наличием в составе следующих компонентов: воды, песка, цемента, специализированных добавок и гранул полистирола, заменяющих крупный наполнитель размером 0,7−5 мм, в зависимости от марки и класса бетона. Наполнитель получают способом однократного или многократного вспенивания суспензионного полистирольного бисера. Воздухововлекающие добавки, такие как СДО (смола древесно-омыленная), предотвращают всплытие гранул, обеспечивая однородность раствора [6]. Полистирол обладает рядом положительных характеристик: низкой влагопроницаемостью, хорошими показателями по морозоустойчивости и звукоизоляции, материал устойчив к появлению микроорганизмов, плесени и гнили (табл. 7). Полистиролбетон является негорючим материалом, но высокая температура воздуха может привести гранулы к разрушению и соответственно к потере прочности конструкции [7]. Для стеновых ограждающих конструкций обычно используется марка полистиролбетона D500 (табл. 7).
Рис. 6. Полистиролбетон [8]
Таблица 7. Показатели полистиролбетона D500
Показатель | Значение показателя |
Прочность на сжатие | B2, 0-B2, 5 |
Прочность на растяжение при изгибе, МПа, не менее | 0,7 |
Морозостойкость (долговечность) | Класс F75-F100 |
Водопоглощение, % | До 8% |
Экологичность | Безопасен для здоровья |
Теплоизоляция, Вт/м°С | 0,14 |
Шумоизоляция, дБ | 61 |
Паропроницаемость, мг/(м∙ч∙Па) | 0,075 |
Огнестойкость | Слабогорючий |
Долговечность, лет | ≈ 100 |
В табл. 8 показано сравнение вариантов ограждающих конструкций в несъемной опалубке.
Таблица 8. Сравнение вариантов ограждающих систем в несъемной опалубке
Показатель | Несъемная опалубка VELOX | Несъемная опалубка из ЦСП и полистиролбетона |
Толщина стены, мм | 320 | 310 |
Сопротивление теплопередаче, м² (°С / Вт) | 2,73 | 2,05 |
Стоимость на 1 м2, руб. | 2851 | 1750 |
Экологичность | Нет окончательных исследований пенополистирола по безопасности о здоровье | Безопасен для здоровья |
Огнестойкость | Может выделять токсические вещества | Слабогорючая |
Шумоизоляция, дБ | 51 | 61 |
Долговечность | ≈100 лет | ≈100 лет |
Вывод. Предлагаемая конструктивная система из цементно-стружечных плит и полистиролбетона позволяет снизить стоимость строительства на 30–50 %, производить параллельно различные виды строительных работ после возведения каркаса и сократить сроки строительства на 13–15 %. Одним из преимуществ перед несъемной опалубкой VELOX является показатель по теплотехническим характеристикам с учетом того, что в представленном варианте ограждения отсутствует пенополистирол. Отсутствие пенополистирола сказывается на комфорте и экологической безопасности ограждающих конструкций. Следует отметить малые расхождения в показателях по шумоизоляции и долговечности. Рассматриваемая система несъемной опалубки из ЦСП и полистиролбетона особенно актуальна в современных условиях санкций политики Запада.
Об авторах
Галина Николаевна Рязанова
Самарский государственный технический университет
Email: ryazanovagn55@mail.ru
кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и организации строительного производства
Россия, Самара; СамараЕлена Сергеевна Козлова
Самарский государственный технический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: banannnnnnnnn@gmail.com
инженер факультета промышленного и гражданского строительства
Россия, Самара; СамараСписок литературы
- Число монолитных домов в России выросло втрое [Электронный ресурс]. URL: https://rg.ru/2021/05/16/chislo-monolitnyh-domov-v-rossii-vyroslo-vtroe.html (дата обращения: 02.12.2022).
- Рязанова Г.Н., Камбург В.Г. Совершенствование технологии возведения ограждающих конструкций в несъемной опалубке: монография. Пенза: ПГУАС, 2010. 168 с.
- Несъемная опалубка VELOX [Электронный ресурс]. URL: http://rosstro-velox.ru/ (дата обращения: 20.11.2022).
- Технические характеристики бетона [Электронный ресурс]. URL: https://mosbetontorg.ru/informatsiya/tekhnicheskie-kharakteristiki-betona-m350-b25/ (дата обращения: 02.12.2022).
- Отделочный материал универсального типа – ЦСП плиты: размеры, цены, способы укладки, характеристики [Электронный ресурс]. URL: https://homius.ru/tssp-plityi-razmeryi-tsenyi.html (дата обращения: 02.12.2022).
- Дворкин Л. И., Дворкин О. Л. Специальные бетоны. М.: Инфра-Инженерия, 2012. 368 с.
- Ограждающие конструкции с использованием бетонов низкой теплопроводности: основы теории, методы расчета и технологическое проектирование / Ю.М. Баженов, Е.А. Король, В.Т. Ерофеев, Е.А. Митина. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. 305 с.
- Полистиролбетон – характеристики и сфера применения [Электронный ресурс]. URL: https://kvartirnyj-remont.com/polistirolbeton.html (дата обращения: 02.12.2022).
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)