Стеновое заполнение зданий тепловых электростанций

В зданиях ТЭС большой объем работ приходится на стеновое заполнение. Так, например, площадь стен главного корпуса КЭС мощностью 2400 МВт достигает 65 тыс. м². Поэтому рациональное решение стенового заполнения приобретает большое значение. Взамен кирпичной кладки для стенового ограждения применяются крупные шлакобетонные блоки (Ленинградская ТЭЦ, Томь-Усинская ГРЭС) и стеновые панели. Налажено изготовление железобетонных трехслойных панелей размером 6,0Х1.2 м, состоящих из двух железобетонных ребристых плит и прокладки из минеральной ваты между ними. Такие панели использованы на Серовской и Верхне-Тагильской ГРЭС. В последующие годы освоено производство армозолопенобетонных стеновых панелей, которые впервые применены на Ворошиловградской ГРЭС. Начато изготовление керамзитобетонных панелей, которые установлены на Прибалтийской ГРЭС.

Панели стенового заполнения

В настоящее время повсеместно для стенового заполнения применяют армо-пенобетонные (ячеистые) и керамзитобетонные (легкобетонные) панели размером до 1,8X12 м, которые в 3,0—3,4 раза легче кирпичных и в 2,1—2,3 раза — шлакобетонных стен. Трудозатраты на возведение панельных стен в 4—5 раз меньше трудозатрат на сооружение кирпичных и в 2—2,5 раза — шлакоблочных стен. Панели выполняют однослойными в виде плоских плит толщиной 200, 250 (240) и 300 мм. С наружной стороны плиты предусмотрен фактурный слой, выполняемый из керамических или других плиток, белого цемента и пр. (рис. 7.39).

Для зашиты панелей от увлажнения в период складирования. транспортирования и монтажа на внутренние и боковые поверхности панелей на заводе-изготовителе следует нанести гидрофобное покрытие из раствора ГКЖ-10, ГКЖ-11 или эмульсии ГКЖ-94.

При обычном армировании (без предварительного напряжения) армопенобетонные панели длиной 12 м по условиям жесткости не могут быть тоньше 250 мм. Между тем по требованиям строительной теплотехники в ряде помещений, например в котельной, толщину панелей можно принять 200 мм. Поэтому рациональны предварительно напряженные армопенобетонные панели, толщина которых при длине 12 м может быть уменьшена до 200 мм. Такое уменьшение толщины стен котельного отделения главного корпуса КЭС мощностью 2400 МВт обеспечивает экономию 1900 м³ армопенобетонных панелей.

При строительстве электростанций широко применяют также и керамзитобетонные панели, конструкция которых аналогична конструкции армопенобетонных. Керамзитобетонная панель обладает большей жесткостью, чем армопенобетонная. Поэтому керамзитобетонные панели можно изготовлять толщиной 200 мм при длине 12 м, не прибегая к предварительному напряжению. Керамзитобетонные панели рассчитаны на применение в помещениях с относительной влажностью до 60%. При большей влажности на внутреннюю поверхность панелей наносится тонкий слой (не более 5 мм) цементного раствора марки 100 на кварцевом песке. Закладные детали в панелях следует оцинковывать.

По данным треста Севэнергострой стоимость и трудозатраты (на площадке) на 1 м² стенового заполнения составляют:

Армопенобетонные и керамзитобетонные стеновые панели имеют одинаковые геометрические размеры и являются взаимозаменяемыми. Характеристики стеновых панелей из ячеистого и легкого бетона приведены в табл. 7.28.

Крепление панелей в панельных стенах может выполняться гибким и жестким. Гибкое крепление позволяет панелям независимо от колонн перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях, что обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с жестким креплением; температурные деформации каркаса здания и стеновых панелей происходят независимо и не передаются на узлы крепления панелей; неравномерная осадка фундаментов не передается на стеновые панели и узлы крепления; колонны на высоту до 20 м не несут нагрузку от веса панелей, которая передается непосредственно на фундаменты. Для панельных стен предусмотрены разные типы гибких креплений к колоннам (рис. 7.40). При всех типах креплений в колонне против горизонтальных швов панелей устанавливают металлические пластинки, которые закладывают при бетонировании колонны.

Крепление панелей с помощью накидного анкера с винтовой нарезкой и гайкой (рис. 7.40, а) предполагалось использовать для подтяжки панелей к колонне и выправления их возможной кривизны («пропеллерности»). Однако опыт монтажа показал, что с помощью такого анкера искривление исправить не удается, так как крюк анкера разгибается.

Крепление панели с помощью Т-образного анкера (рис. 7.40,6), который вставляют одним концом в просверленные в панелях гнезда, а другим приваривают к пластине на колонне, в отдельных случаях вызывало выкалывание бетона в панели. При монтаже в зимних условиях гнезда часто забивались льдом. Впоследствии для главных корпусов было принято крепление панелей анкером, который одним концом приваривается к закладной детали панели, а другим концом крепится гайкой к уголку (рис. 7.40, в).

Для вспомогательных зданий, имеющих относительно небольшую высоту и протяженность, крепление панелей производят приваркой гнутого анкера к закладной детали в панели и к пластинке в колонне (рис. 7.40, г). Такой тип крепления не портит интерьер помещения и поэтому приемлем для административных помещений служебного корпуса.

В дальнейшем крепление панелей к колоннам было значительно упрощено и выполнялось с помощью гибкого стержня, приваренного к закладным деталям в панели и колонне. Для свободы деформации между анкером и колонной предусматривается зазор (рис. 7.41).

Для поддержания панелей на колоннах каркаса устанавливают столики, привариваемые к закладным деталям колонны. На средних колоннах столик усиливают вертикальным ребром (рис. 7.42). Столик и его ребро размещают в швах между панелями. На столики, расположенные на температурных колоннах, приходятся меньшие нагрузки, и поэтому представляется возможным не предусматривать в них вертикальные ребра. Так как столик воспринимает значительную нагрузку и является ответственным узлом, приварку столика к закладной детали следует производить с подваркой корня. Поэтому обычно приварку столиков выполняют на укрупнительной площадке. Столики и закладные детали для их крепления следует оцинковывать на заводе, а на площадке после производства сварки восстановить нарушенную при сварке оцинковку. Испытания столиков показали, что путем перераспределения усилий представляется возможным уменьшить толщину столиков до 20 мм, что позволит уменьшить расход стали и отказаться от устройства подрезки в панели.

При монтаже стеновые панели могут укрупняться в монтажные блоки. Для этой цели в углах панелей предусмотрены закладные детали. Швы между панелями могут заполняться теплым раствором, минеральной ватой или специальным жгутом. Тщательная заливка на всю толщину панели требуется лишь в горизонтальных швах. В вертикальных швах, расположенных по оси колонн, возможна только наружная разделка швов. Все швы снаружи должны быть расшиты цементным раствором. Следует отметить, что заполнение швов раствором является наименее эффективным решением. Особые трудности при этом связаны с выполнением работ в зимних условиях.

Для облегчения монтажа и улучшения герметизации швов стеновых панелей, а также повышения индустриализации и механизации работ рекомендуется в швах между панелями вместо раствора применять герметики. На главном корпусе Назаровской ГРЭС впервые были применены упругие прокладки из синтетического пластичного материала — пороизола, выполненные в виде жгута диаметром 40 мм или полосы 30X40 и 40Х40 мм. Изготовляется пороизол путем вулканизации смеси, состоящей из девулкаиизированной резины, автольных нефтяных растворителей и порообразователя.

Жгуты пороизола приклеивают к верхним граням панелей с наружной и внутренней сторон (рис. 7.43) с помощью изола. В вертикальных швах, расположенных против колонн, жгут пороизола закладывают только с наружной стороны. Применение пороизола вместо раствора позволило сократить трудозатраты при монтаже стеновых панелей на Назаровской ГРЭС на 0,04 чел-дня на 1 м² стенового ограждения.

Помимо пороизола в качестве упругих прокладок в швах между стеновыми панелями могут применяться и другие синтетические прокладки (гернит, пенополиуретан, пенопласт и др.). Герметизирующая мастика применяется марок УМС-50, У-30М, ГС-1 и др. В качестве утеплителя в швах применяется шлаковата, приклеиваемая между жгутами поронзола. Утеплитель необходим только при расчетной наружной температуре ниже —30 °С. Предусмотренные упругие прокладки предназначены для панелей в зданиях при относительной влажности внутреннего воздуха до 60%. При влажности более 60% в качестве уплотнителя и утеплителя должны применяться широкие прокладки из гернита или пенополиуретана, заполняющие весь шов.

Рациональными являются отказ от устройства столиков и навеска каждой панели на колонну (рис. 7.44). Такое крепление сокращает расход стали, унифицирует крепления, делает узел крепления закрытым со всех сторон, что позволяет защитить его от коррозии и улучшает интерьер помещения.

Стеновые панели из профилированного стального листа

На ряде ТЭС получили применение стеновые панели из профилированного стального листа. Эти панели имеют две модификации — холодные и теплые с эффективным утеплителем.

Холодные панели предназначены для стен неотапливаемых зданий и для стен зданий с избыточным тепловыделением (например, котельные отделения ТЭС в южных районах). Характеристики этих панелей приведены в табл. 7.29. Несущие конструкции панелей изготовляют из гнутых профилей. Следует отметить, что имевшие место попытки укрупнить панели до размеров 12X12 м не имели успеха, так как большая парусность при относительно небольшой массе затрудняла монтаж.

Теплые панели предназначены для стенового ограждения главных корпусов и вспомогательных зданий (рис. 7.45, 7.46). Характеристики этих панелей приведены в табл. 7.30. Несущие конструкции панелей изготовляют из прокатных профилей — швеллеров и уголков. Между двумя профилированными листами укладывается несгораемый утеплитель. Пароизоляция выполняется с внутренней стороны утеплителя из полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм. Профилированные листы между собой соединяются комбинированными заклепками, а к каркасу крепятся самонарезающими болтами. По требованиям пожарной безопасности применение в стеновых панелях сгораемых утеплителей не допускается.

Перегородки

Для перегородок разработаны плоские железобетонные панели толщиной 80 мм (табл. 7.31). Вертикальные перегородки типа ПБ могут изготовляться переменной длины от 2100 до 4200 мм кратно 100 мм. Панели ПЖС-7 длиной 5385 мм устанавливают между колоннами шириной 600 мм при шаге конструкций 6 м. Наряду с массивными железобетонными и керамзитобетонными перегородками панельного типа в зданиях и сооружениях ТЭС находят широкое применение индустриальные облегченные перегородки других типов:

• перегородки высотой до 4 м с каркасом из трубчатых профилей с заполнением стеклом и бумажно-слоистым пластиком;
• перегородки высотой до 4 м из профилированного стального листа;
• перегородки из стеклопрофилита коробчатого сечения типа К.П-250 высотой до 3 м;
• перегородки высотой до 6 м из цельнопрессованного стеклопластика. Панели этих перегородок имеют трапецеидальные пазухи и соединяются специальными вкладышами. Общая толщина панели 80 мм;
• сотовые перегородки высотой до 5 м. Каркас каждой панели перегородки состоит из решетки — склеенных полос древесноволокнистых плит и обрамления. К каркасу с двух сторон приклеивается сухая штукатурка. Толщина панели 80—100 мм;
• сетчатые перегородки (консольные) высотой до 1,8 м из стоек и сетчатых щитов.