Конструкции из ячеистых бетонов, применяемые за рубежом
Ячеистые бетоны — газобетон, газосиликат, газозолосиликат, газошлакобстон и др. — применяют в ряде стран Европы, Азии, Америки и Африки. Однако в основном заводы ячеистого бетона расположены в Европе: в Швеции, Норвегии, Финляндии, Дании, Англии, Голландии, ФРГ, ГДР, Польше, Чехословакии, Румынии, Болгарии, Югославии, где этот вид бетона применяют очень широко. В зарубежной практике тот или иной вид бетона называют по наименованию фирмы, его выпускающей: сипорекс, итонг, дюрокс, селкон, термолайт.
Наибольшее распространение ячеистый бетон получил в Швеции, где его производят около 1,5 млн. м3 в год, что составляет примерно 200 м3 на 1000 человек.
Ячеистый бетон в Швеции является основным стеновым материалом; он практически вытеснил кирпич и бетоны на легких пористых заполнителях. Выпускают ячеистый бетон в основном две фирмы: «Итонг» и «Сипорекс». Первая производит газозолосиликат, а вторая — газобетон. Однако при строительстве заводов за рубежом обе фирмы применяют в зависимости от местных условий цемент и известь, песок, золу и шлаки. В последнее время и в Швеции фирма «Итонг» использует не только известь, по и цемент, а также песок наряду с золой.
Изготовляемые в Швеции ячеистые бетоны имеют высокие показатели. Прочность в кубах размером 15X15X15 см и влажностью 8% составляет:
Рис. 50. Фрезеровальный станок для обработки стеновых ячеистобетонных камней В последнее время фирма «Итонг» сообщает, что при объемном весе ячеистого бетона 650 кг/м3 гарантируется прочность его не менее 65 кгс/см2.
В других странах, где опыт применения ячеистых бетонов не очень большой, прочность их (при указанных объемных весах) несколько ниже. Даже построенные по лицензиям фирм «Итонг» и «Сипорекс» заводы в других странах (например, в Англии) выпускают ячеистые бетоны с гораздо меньшей прочностью.
В Швеции и в других странах наиболее распространенными изделиями из ячеистых бетонов являются мелкие штучные блоки (камни), имеющие длину 50—75 высоту 25 см и толщину от 15 до 30 см с интервалом в 2,5 см. Блоки (камни) изготовляют из ячеистых бетонов объемного веса от 400 до 700 м3. Их применяют в несущих стенах жилых зданий высотой до четырех этажей, а также иногда и в ненесущих наружных и внутренних стенах.
Рис. 51. Кладка ячеистобетонных камней «насухо» Объем производства этих камней в некоторых странах составляет 70—80% общего объема производства ячеистого бетона.
Как правило, стены из мелких блоков штукатурят. Для лучшего сцепления штукатурки с камнями на них наносят при изготовлении неглубокие борозды (насечку), однако в ряде случаев стены из блоков оставляют без наружной отделки и, несмотря на это, они удовлетворительно эксплуатируются в течение многих лет.
В последние годы стеновые камни стали подвергать обработке на фрезеровальных станках (рис. 50), после чего они имеют точные геометрические размеры с допусками ±0,5 мм. Это позволяет вести монтаж таких камней на клею или насухо на шпонках (рис. 51).
Рис. 52. Монтаж одноэтажного дома со стенами и покрытием из ячеистобетонных плит В наружных стенах жилых здании за рубежом широко используют вертикальные крупные блоки шириной 50—60 см, высотой, равной высоте этажа, 280—300 см. Крупные блоки изготовляют из ячеистого бетона объемного веса 500—700 кг/м3. Толщина их равна 25 см и менее с градацией через 2,5 см. Из вертикальных стеновых крупных блоков строят малоэтажные (рис. 52) и многоэтажные жилые дома (рис. 53). В малоэтажных домах стены из вертикальных блоков — несущие, а в многоэтажных — ненесущие. Наружные поверхности стен из вертикальных блоков обычно не штукатурятся, их обрабатывают краской или набрызгом либо оставляют без всякой обработки.
Рис. 53. Монтаж многоэтажного жилого дома со стенами из вертикальных блоков Над дверными и окопными проемами укладывают перемычки из ячеистого бетона объемного веса 600—700 кг/м3. Перемычки армируют в зависимости от пролета и нагрузки. При длине до 200 перемычки укладывают вручную двое рабочих.
В целях создания конструкции, не требующих при монтаже не только кранов, но и других каких-либо приспособлений фирмой «Итонг» были разработаны так называемые брусковые дома. Стены этих домов высотой 280—300 см собирали вручную из вертикальных брусков, имеющих по фасаду размер, равный 10 см. Ширина брусков, равная 20, 25 и 30 см, соответствует толщине стены. Бруски армированы двумя стержнями диаметром 4—5 мм. При монтаже соприкасающиеся поверхности брусков смазывали клеем, кроме того, бруски соединяли гвоздями. В последние годы такие конструкции не применяются.
Другим изделием при монтаже вручную, довольно широко применяемым за рубежом, являются перегородочные плиты шириной 50—60 см, длиной 280—300 см, толщиной 7—10 см. Из этих плит делают внутриквартирные перегородки. Плиты ставятся вертикально. Их подклинивают и подливают раствором снизу. Вертикальные швы (стыки) между плитами иногда выполняются с применением клеевидного раствора, а чаще всего насухо впритык или в виде шпунтового соединения. Лицевые поверхности плит, так же как и вертикальные швы, ничем не затираются. Они готовы для покраски (побелки) или наклеивания обоев. Высокая точность размеров, .прямолинейность кромок и чистота .поверхностей данных перегородочных плит (так же, как и других изделий из ячеистых бетонов в зарубежной практике) достигается в результате применения резательных и калибровочных машин.
Рис. 54. Калибровка стенового трехслойного блока типа «сэндвич» Для повышения теплоизоляционных характеристик и дополнительного снижения веса элементов наружных стен фирма «Сипорекс» начала несколько лет назад выпускать трехслойные крупные блоки тина «сэндвич».
Наружные слон в этих блоках выполнены из газобетона толщиной 7 см, внутренний — из вспененного пластика — стиропора толщиной 6 см. Такие стены имеют повышенное термическое сопротивление и очень небольшой вес, порядка 100—120 кг/м2.
На рис. 54 показана калибровка трехслойных блоков. Соединение слоев блоков между собой осуществляется с помощью клея. В качестве наружных газобетонных слоев блоков типа «сэндвич» используются перегородочные плиты толщиной 7 см.
Рис. 55. Строительство дома с наружными трехслойными стенами Перегородочные плиты, описанные выше, применяются иногда (например, в Дании) для наружных стен другой трехслойной конструкции (рис. 55): слой, обращенный в помещение, делается из газобетонных плит толщиной около 10 см, высотой на этаж (2,8—3 м) или из мелких плиток той же толщины. Следующий (средний) слой стенки выполняют из минераловатных плит толщиной 5—6 см. Наружный слой стены выполняется из кирпичной кладки толщиной в полкирпича. Применение наружной кирпичной облицовки объясняется желанием отдельных заказчиков иметь фасады, похожие на традиционные старинные кирпичные здания. Этот вид трехслойных стен применяется только в малоэтажном строительстве.
Рис. 56. Трехслойные внутренние несущие стены в двухэтажных домах (Стокгольм) Трехслойные конструкции с наружными слоями из ячеистого бетона применяются также за рубежом во внутренних междуквартирных стенах для обеспечения повышенной звукоизоляции. При этом если данные внутренние стены являются несущими, наружные слои степ изготовляют из газобетонных плит толщиной 15 см (рис. 56). Средний слон состоит из минераловатных плит, прикрепляемых к газобетонным плитам гвоздями.
В целом же в зарубежной практике строительства с применением конструкций из ячеистых бетонов вслед за нашим отечественным опытом отмечается стремление к разработке и использованию укрупненных, т. е. наиболее индустриальных конструкций.
Рис. 57. Дома с двухблочной разрезкой наружных стен (березниковского типа) В небольшом количестве за рубежом применяют крупные стеновые панели размером 1,5X6 м. Из этих панелей возводятся стены различных общественных зданий полосовой (поясной) разрезки. Были попытки применить подобную полосовую разрезку и в стенах жилых зданий. Так, фирма «Сипорекс» в 1957 г. построила несколько жилых зданий с полосовой разрезкой наружных стен, которые были несущими [49]. Отказавшись затем от такой конструкции, фирма в дальнейшем строила трехэтажные дома с наружными ненесущими стенами (с несущими поперечными стенами), которые в точности повторяют так называемые дома березниковского типа, строившиеся у нас в 1953 г. (рис. 57). Эти дома применяют за рубежом в небольшом объеме.
Наиболее крупные и индустриальные конструкции стен жилых зданий — крупные панели с размерами на одно или два окна (на один или два планировочных модуля, т. е. на одну или две комнаты) — производят: фирма «Хэбель» (ФРГ), несколько заводов в ЧССР и особенно много — фирма «Итонг» в Швеции (рис. 58).
Рис. 58. Схемы составных стеновых панелей, применяемых за рубежом Общим для зарубежных крупных составных стеновых панелей жилых зданий является то, что они собираются из сравнительно мелких исходных элементов, изготовляемых по резательной технологии. При этом способе изготовления в массовом порядке выпускаются изделия шириной 60 см и длиной до 6 см.
Основным соединительным элементом составных панелей за рубежом являются стальные тяжи, которые стягивают склеенные между собой ячеистобетонные элементы и придают им жесткость и прочность, необходимые при складировании, транспортировании и монтаже.
В большинстве зарубежных панелей тяжи располагаются вертикально (Швеция, Польша, ЧССР). Они используются и для крепления подъемных петель. Фирма «Хэбель» (ФРГ) применяет горизонтальные тяжи (рис. 59). На предприятиях фирмы «Итонг» при сборке панелей тяжи натягивают с помощью тарированных гайковертов на заданное усилие, и таким образом осуществляется предварительное натяжение арматуры с упором на бетон (т. е. последующее натяжение).
Рис. 59. Составная панель фирмы «Хэбель» Для сборки составных панелей на заводах за рубежом применяются стенды (ЧССР) или конвейеры (ПНР и Швеция). Наиболее интересной является конвейерная линия укрупнительной сборки, осуществленная шведской фирмой «Итонг» в районе расположения своих основных заводов — в районе Хеллаброттет. В специальном цехе размером примерно 30X150 м вдоль него размещен рольганг шириной около 3 м (что соответствует высоте панелей). Панели собираются и перемещаются по рольгангу в горизонтальном положении. В начале конвейера в закрытой камере размером 4X15 м газобетонные элементы подвергаются перед сборкой окончательной обработке: в некоторых из них просверливаются отверстия, в других с помощью дисковых пил выбираются четверти (например, в перемычечных элементах для ввода в них междуэтажных перекрытий). Следующий, основной, поет конвейера — сборочный. С помощью легких тельфером на рольганге раскладываются перемычечные, поясные и простеночные элементы. На соприкасающиеся плоскости этих элементов набрызгивается клей. В просверленные отверстия вставляются тяжи, которые натягиваются тарированными гайковертами. После этого панель перемещается по рольгангу на первый, а затем и па последующие посты отделки. Сначала панель калибруется сверху «волчком» диаметром 70 см. Затем на панель наносится клеевой состав, приготовленный на базе акриловой смолы. На следующем посту на клеевой состав насыпается цветной песок, и в конце конвейера лицевая поверхность снова покрывается клеевым составом. Этот способ отделки фирма «Итонг» называет «серпокрыл».
Рис. 60. Составные стеновые панели с размерами на одно и два окна фирмы «Итонг» По выходе с конвейера панели перекантовываются в вертикальное положение и в них вставляются оконные или дверные блоки.
Изготовленные таким способом составные панели фирма «Итонг» перевозит на расстояние до 200 На рис. 60 показан дом со стенами из этих панелей, построенный в Стокгольме.
В несколько меньшем масштабе составные стеновые панели производятся и применяются в Чехословакии, где уже три завода выпускают такие панели. Они имеют полосовую разрезку, такую же, как осуществлена у пас на строительстве дома в Одессе, и стальные тяжи, применяемые в Швеции, ФРГ и ПНР.
Все изложенное свидетельствует о том, что за рубежом составные стеновые панели жилых зданий имеют довольно широкое применение.
Рис. 61. Междуэтажное перекрытие с плитами из ячеистого бетона Также широко применяются конструкции из ячеистых бетонов за рубежом и в междуэтажных перекрытиях жилых зданий (рис. 61). Наиболее распространенной конструкцией перекрытий являются плиты шириной 60 см, длиной до 6 м, толщиной от 16 до 25 см (в зависимости от пролета и нагрузки). Плиты изготовляются из газобетона объемного веса 500 кг/м3. По боковым граням плит чаще всего устраиваются шип (с одной стороны) и паз (с другой) для обеспечения совместной работы плит между собой при неравномерном нагружении. Эти же плиты применяются за рубежом также в перекрытиях над подвалами и в чердачных перекрытиях.
Аналогичные плиты шириной 60 см и длиной до 600 см из газобетона объемного веса 500 кг/м3 широко используются за рубежом в стенах (рис. 62) и покрытиях промышленных зданий. Толщина плит назначается от 15 до 25 см в зависимости от пролета (до 6 м), от ветровой или снеговой нагрузок, а также от необходимого термического сопротивления.
Рис. 62. Производственное здание со стеновыми панелями из ячеистого бетона (Швеция) Плиты стен промышленных зданий располагаются обычно горизонтально и устанавливаются на место с помощью клещевых захватов (рис. 63). Плиты крепятся к колоннам чаще всего нащельниками из нержавеющей или оцинкованной стали. Это обеспечивает возможность некоторой раздвижки стеновых плит вследствие температурных деформаций. Швы между стеновыми плитами раньше выполнялись с помощью цементного раствора, а в последние годы в швах используются ленточные пенопластовые прокладки нужной ширины, прикрепляемое гвоздями к панелям во время их монтажа.
Рис. 63. Монтаж стеновых плит производственного здания Плиты покрытий промышленных зданий соединяют между собой чаще всего при помощи шипа и паза. Кроме того, на верхних продольных ребрах плит устраиваются фаски, заливаемые раствором. С нижней стороны плит также делаются фаски, которые обычно не затирают. Тем не менее нижняя поверхность покрытий имеет хороший вид. Плиты покрытий укладывают на место с помощью башенных или автомобильных кранов, легких кранов-укосин или тележек, перемещаемых по покрытию, а иногда даже и вручную (при длине плит до 3 м).
Рис. 64. 43-этажное здание в Мексике с наружными стенами, перекрытиями и перегородками Следует отметить довольно смелое применение за рубежом ячеистых бетонов в строительстве зданий, расположенных в сейсмических районах. В этих районах строятся описанные выше малоэтажные здания со стенами из вертикальных блоков или камней (мелких блоков) с укладкой арматуры в швах между плитами междуэтажных и чердачных перекрытий, а также по периметру перекрытий. В последнем случае для укладки арматуры в плитах вынимаются пазы или четверти, заливаемые затем раствором или бетоном (на мелком щебне). Легкое и простое устройство пазов и четвертей обусловливается удобообрабатываемостью ячеистых бетонов, которые допускают распиловку и строжку наподобие древесины. Таким образом в зданиях из ячеистого бетона получаются, по существу, как бы облегченные железобетонные антисейсмические пояс, небольшого сечения. Такие же железобетонные пояса могут устраиваться и с натяжением арматуры на ячеистый бетон во время монтажа зданий. Вертикальной арматурой, создающей обжатие стен, могут служить тяжи описанных выше составных панелей.
Имеются также примеры применения ячеистых бетонов в сейсмических районах и в многоэтажных зданиях. На рис. 64 показано 43-этажное здание, построенное в Мексике, с наружными стенами, перегородками и перекрытиями из ячеистого бетона. Стены и перегородки в этом здании ненесущие. Здание имеет мощный стальной каркас. От применения ячеистого бетона в данном случае достигнут существенный эффект: пропорционально снижению веса здания (по сравнению с обычными традиционными материалами в несколько раз) снизилась сейсмическая нагрузка, и в результате были облегчены и удешевлены каркас и фундамент.
