Тепловая обработка бетонных и железобетонных изделий (стр. 3 )

Трехслойные панели. Трехслойные панели - это плоские или пространственные конст­рукции, состоящие из легкого тепло-, звуко-, виброизоляционного материала, обклеенного с обеих сторон прочными и жесткими обшивками, стойкими к различным воздействиям.

Панели классифицируют по назначению (для стен, покрытий), по светопропускающей способности (светопроницаемые и глухие), по технологическим свойствам (неутепленные и утепленные). Основ­ное назначение трехслойных панелей - покрытия по несущим конст­рукциям, подвесные перекрытия и вертикальные ограждения зда­ний.

Монолитность соединения обшивок со средним слоем и частич­ная передача на этот слой действующих нагрузок с одновременным выполнением им изоляционных функций ставят трехслойные пане­ли в число наиболее эффективных несущих и ограждающих конст­рукций. Масса трехслойных панелей лежит в пределах 40-70 кг/м3, что позволяет значительно снизить массу зданий и повысить индустриальность строительства.

В качестве обшивок применяют тонколистовой алюминий, за­щищенную от коррозии сталь, стеклопластики, фанеру, древесные плиты, асбестоцемент.

Распространение в качестве материала среднего слоя получил полистирольный пенопласт, вследствие сравнительно низкой стоимо­сти и высоких физико-механических свойств. Однако ему присущи определенные недостатки: низкая теплостойкость (70-80°С) и низкая огнестойкость, которую повышают введением специальных добавок. Более высокую прочность и теплостойкость имеет пенополивинил­хлорид. Но он может вызывать коррозию металлов. Кроме того, вследствие высокой стоимости его применение ограничено. Для трехслойных панелей широко используется пенополиуретан. Его за­ливают в полости в жидком виде, после чего он самопроизвольно вспенивается и склеивается с листами обшивки. Структура пенопла­ста и степень вспенивания регулируются путем изменения состава исходной композиции. Отвержденный пенопласт обладает достаточ­но высокой прочностью и теплостойкостью (до 130°С).

Наибольшую жесткость и устойчивость при минимальной массе имеют панели со средним слоем из сотового заполнителя, который изготавливают из металлической фольги, бумаги, пластмасс (рис. 9.1, а).

Рис. 9.1 – Трехслойная панель: а) без обрамления; б) с обрамлением; в) с волнистым светопрозрачным заполнителем; г) из коробчатых элементов

Для предохранения стенок ячеек от смятия при механической об­работке соты на время обработки заполняют водой и замораживают. Для повышения теплоизоляционных и огнезащитных свойств пане­лей ячейки сот заполняют пенопластом, перлитом, вермикулитом.

Огнестойкость сотовых конструкций повышают пропиткой их ан-типиренами. Благодаря малой собственной массе панели с сотовым заполнителем могут иметь большие размеры, например, на 2 этажа.

При склеивании сот с обшивками применяют различные клеи. Бо­лее жесткие наносят на соты, а эластичные на листы обшивки (рис. 9.1, б). Жесткий клей обеспечивает устойчивость стенки в месте крепления, а эластичный - деформативность при температурных воз­действиях. Для запрессовки при склеивании плоских панелей исполь­зуют винтовые, гидравлические и пневматические прессы. Панели криволинейного очертания запрессовывают на соответствующей по форме матрице с помощью резинового мешка вакуумным или авто­клавным способом.

Плиты покрытий и подвесных перекрытий устраивают с обрамле­нием, прочно соединенным с обшивками. Обрамление может быть из стальных, асбестоцементных, фанерных профилей (рис. 9.1). Кромки панелей также закрывают полосами из водостойкой бакелизированной фанеры и обрамляют алюминиевыми уголками, скреп­ленными с обшивкой и фанерой клеезаклепочными соединениями.

Стыки панелей уплотняют прокладками из пороизола, гернита, пенополиуретана, воспринимающими температурные деформации панелей без нарушения герметичности стыка. Дополнительную гер­метичность обеспечивают мастики и механические устройства, ком­пенсаторы, прокладки, держатели.

Асбестоцементные трехслойные панели, как правило, обстраи­ваются обрамлением из деревянных, фанерных или стальных про­филей, соединенных с обшивками клеевинтовыми соединениями (рис. 9.2). Панели с алюминиевыми обшивками и средним слоем из поливинилхлоридного пенопласта обрамляют алюминиевым швелле­ром, скрепленным с обшивками клеезаклепочным или клеесварным соединением, которое в сравнении с клеезаклепочным менее трудо­емко. В клеесварных соединениях применяется эпоксидный клей К-138, шаг сварных точек составляет 50 мм.

Рис. 9.2 – Схема конструкции панели с сотовым заполнителем (а) и соединение стенки ячейки с обшивкой (б): 1 - обшивка; 2 - стенка ячейки сот; 3 - клеевой слой, наносимый на обшивку; 4 - клей, защемляющий стенку

Слоистые ограждающие панели изготовляют путем формования раз­личных слоев в одном технологическом цикле. Таким способом изготовля­ют трехслойные панели для гражданских и промышленных зданий. На рис. 9.3 представлена технологическая схема изготовления панелей на­ружных стен на Московском ДСК №2.

Трехслойные панели формуют на конвейере с 10 постами, расположен­ными в две линии; на каждой из них установлено по 5 двуосных тележек, перемещаемых с поста на пост посредством цепного толкателя, а с одной линии на другую - с помощью траверсного пути.

На посту № 1 разбирают форму, очищают извлеченное изделие и на­правляют его на стенд мойки. На посту № 2 форму очищают от остатков бе­тона и смазывают ее с помощью пистолета-распылителя. На мосту №3 со­бирают форму, раскладывают в ней керамические коврики, устанавливают коробки окон и дверей и после заливки нижнего слоя раствора укладывают арматуру. На посту № 4 укладывают легкий бетон на пористых заполните­лях и уплотняют его. На посту № 5 устанавливают арматуру торцов и ребер, подъемные петли и закладные детали.

Затем форму с помощью траверсной тележки передают на вторую конвейерную линию, где па посту № 6 расстилают плиты утеплителя, на по­стах № 7 и 8 укладывают арматуру и бетонируют верхний слой плиты. На посту № 9 этот слой уплотняют виброрейкой и заглаживают поверхность плиты с помощью затирочной машины. На посту № 10 форму и тележку очищают от наплывов бетона и устанавливают форму с изделием краном в ямную камеру, а тележку направляют на пост № 1.

В камере после выдержки в течение 3 ч поднимают температуру до 85-90 °С и изделие прогревают в течение 8 ч, после чего пар отключают и оставляют панель в форме еще на 1 ч. Затем форму с изделием на посту № 1 устанавливают на тележку. После промывки панели подают к отделоч­ным стендам.

Теплоизоляционные материалы из минеральной ваты, изготовленной из волокнистых компонентов базальтовых пород, имеющих низкую тепло­проводность, высокую гидрофобность, негорючесть, способность длитель­но сохранять форму и свойства, широко применяют для изготовления мно­гослойных стен, перегородок, покрытий.

Ниже приводятся примеры использования таких материалов в строи­тельстве. На рис. 9.4 показаны стеновые материалы с так называемым вен­тилируемым фасадом. Они представляют конструкцию, в которой к несу­щей части стены прикреплены гидрофобизированные минераловатные плиты. Плиты от атмосферных воздействий защищаются облицовочными пане­лями, плитами или плитками, которые навешиваются с помощью крепеж­ных деталей к несущей части фасада. Между облицовкой и плитами утеп­лителя образуется небольшая воздушная прослойка, благодаря которой утеплитель находится в сухом состоянии.

Рис. 9.3 – Технологическая схема изготовления панелей наружных стен на Московском ДСК № 2: 1 - склад арматурной стали; 2 - арматурный цех; 3- склад столярных изделий; 4 - отделение для подготовки шпаклевки, краски и др.; 5 - отделение для подготовки фибролитовых плит, 6 - приготовление бетонной смеси для фактурного слоя; 7 - посты для формования панелей наружных стен; 8 - траверсный путь; 9 - промежуточный склад готовой арматуры; 10 - краны; 11 - ямные пропарочные ка­меры; 12 - конвейер для отделки панелей наружных стен; 13 - склад дозреваний па­нелей; 14 - тележка для вывозки готовых изделий; 15 - склад готовой продукции

Рис. 9.4 – Фрагмент отделки фасада: 1 - существующий фасад; 2 – кронштейн (Z – профиль); 4 - утеплитель; 4 - резиновая лента; 5 - декоративный фасад

При утеплении с наружной стороны стена становится более теплоус­тойчивой. За счет расположения теплоизоляции снаружи ограждения стена аккумулирует тепло: утеплитель задерживает его в ограждении, изолируя от холодного наружного воздуха и повышая температуру в толще стены.

При утеплении с наружной стороны стены не нарушается естествен­ная диффузия водяных паров через стену, не происходит скопление влаги в толще утеплителя. Это положительно сказывается на теплозащитных ка­чествах ограждения в целом. Утепление стен с наружной стороны можно производить не только в процессе строительства нового здания, но и для повышения теплозащитных характеристик существующих стен при рекон­струкции и ремонте существующего сооружения.

На рис. 9.5 и 9.6 показаны слоистые конструкции стен из керамзитобетонных блоков и блоков из ячеистого бетона.

В зависимости от толщины слоя теплоизоляции (50-200 мм) сопро­тивление теплопередаче таких стен составляет от 1,98 до 6,34 (м2·°С)/Вт.

Перегородки также эффективно выполнять из слоистых материалов, так как к ним предъявляются требования не только к качеству поверхности и прочности, но и по звукоизоляции. Звукоизолирующая способность перегородок характеризуется индексом звукоизоляции воздушного шума RW.Чем выше его значение, тем лучше перегородка ослабляет проходящий через нее звук.

Рис. 9.5 – Слоистая конструкция стены из керамзитобетонных блоков: 1 - внутренняя штукатурка; 2 - стен­ка из керамзитобетонных блоков толщиной 250 мм; 3 - утеплитель; 4 - стенка из керамзитобетонных блоков толщиной 100 мм; 5 - наружная отделка	Рис. 9.6 – Слоистая конструкция стены из блоков ячеистого и керамзитобетона: 1 - внутренняя штукатурка; 2 - стенка из керамзитобетонных блоков толщиной 300 мм; 3 - утеп­литель; 4 - стенка из пенобетонных блоков толщиной 140 мм; 5 - наружная отделка

Нормативные требования к звукоизоляции перегородок даны в табл. 9.1.

Таблица 9.1 – Нормативные требования к звукоизоляции перегородок

Расположение перегородок	Индексом звукоизоляции воздушного шума RW, дБ
Перегородки между квартирами	50
Перегородки между комнатами	41
Перегородки между комнатой и кухней	41
Перегородки между комнатой и санитарным узлом	45

На рис. 9.7 показана конструкция перегородки. Каркас перегородки устанавливают по направляющим, прикрепленным к полу и потолку дюбелями, стойки каркаса располагают с шагом соответствующим утеплителю. В пространство между стойками устанавливают плиты. Обшивка из гипсокартонных листов, фанеры и других материалов крепится к деревянным брускам или металлическим рейкам.

Слоистые конструкции используются также в перекрытиях и кровлях. На рис. 9.8 показана слоистая конструкция перекрытия, в которой не­сущей частью над вентилируемым подпольем является железобетонная плита.

В зависимости от толщины слоя теплоизоляции (12,5-30 мм) сопро­тивление теплопередачи перекрытия при покрытии пола линолеумом или паркетными досками составляет 2,97-6,9 (м2·0С)/Вт.

На рис. 9.9 представлена слоистая конструкция кровли с приклейкой слоев теплоизоляции и гидроизоляции. Слоистые конструкции кровель могут изготовляться из железобетонных ребристых плит, железобетонных пу­стотных плит с одним или двумя слоями утеплителя.

	Рис. 9.7 – Конструкция перегородки: 1 - плита перекрытия; 2 - цементная стяжка по перекрытию; 3 - металлическая направляющая; 4 - металлические стойки с шагом 600 мм; 5 - утеплитель; 6 - гипсокартонные листы; 7 - плинтус; 8 - герметик или гипсополимерцементный состав с прокладкой из рубероида
	Рис. 9.8 – Слоистая конструкция бетонного покрытия: 1 - покрытие пола из досок или паркетных щитов; 2 - пароизоляция; 3 - лага; 4 - теплоизоляционные плиты; 5 - плита перекрытия; 6 - вентиляционный продух; 7 - теплоизоляционные плиты
	Рис. 9.9 – Слоистая конструкция кровли: 1 - несущая железобетонная плита покры­тия; 2 - приклейка горячим битумом, выполняющая роль пароизоляции; 3 - плиты теплоизоляционные; 4 - гидроизоляционный ковер из приклеиваемых материалов

Изготовление многослойных стеновых панелей из готовых листовых элементов, выполненных из металлических или асбестоцементных листов, производится путем сборки совместно с теплоизоляционным материалом.

Наиболее прогрессивный способ изготовления многослойных ограж­дающих конструкций основан на заливке и вспенивании исходных жидких компонентов пенопласта непосредственно в полости утепляемых конструк­ций. При такой технологии формования теплоизоляционного слоя появляет­ся возможность создания эффективных ограждающих конструкций различ­ной конфигурации, повысить технологичность и снизить трудоемкость их изготовления, использовать высокопроизводительное оборудование.

Нашли применение слоистые защитно-декоративные и дорожные из­делия на основе полимерных минеральных вяжущих веществ. Эти мелкоштучные изделия состоят из бетонного основания и полимерного защитно-декоратив­ного слоя. В качестве полимерного вяжущего используют полиэфирные смолы, отличающиеся повышенной износостойкостью, ударопрочностью, беспыльностью, безыскренностью, химической стойкостью, легкостью тех­нологической переработки и возможностью получения покрытий требуемо­го цвета и гранитоподобной текстуры. Лучшими показателями по декора­тивным характеристикам, удобоукладываемости и адгезионной прочности обладают полимеррастворы с коэффициентом насыщения наполнителем 2-3 и содержанием пылевидных фракций не более 5 % по массе. Количество наполнителя фракции 0,14 – 0,315 мм должно составлять 4-14%.

В качестве оснований для слоистых изделий с защитно-декоративны­ми полимеррастворными покрытиями, в зависимости от принятой техноло­гии, могут быть использованы бетонные смеси, а также готовые изделия (подложки) из различных видов бетона. Исходя из требования о том, что мо­дуль упругости подложки не должен более чем в 2-3 раза превышать модуль упругости полимеррастворного покрытия, материал подложки может быть принят из цементно-песчаного бетона, асбестоцемента или гипсобетона.

Промышленностью выпускаются плиты «Гранитин» размером 430x330x30 мм при толщине защитно-декоративного слоя 3-5 мм. Техноло­гия включает в себя узел приготовления фракционированного гранитного наполнителя крупностью до 3 мм, включающий мойку щебня, сушку, из­мельчение его на шаровой мельнице и отделение требуемых фракций с по­мощью воздушного сепаратора и циклона; дозировочно-смесительный узел для приготовления полимеррастворной смеси; узел приготовления цементно-песчаной смеси; камеры для тепловой обработки изделий; станок для чи­стки и смазки формовочных поддонов; контейнеры, грузоподъемно-транспортное оборудование; вакуумная и вентиляционная системы. Ритм изго­товления на установке составляет 5 мин.

Производство плит «Гранитекс» производится в неразъемных гибких формах на технологической линии, включающей дозировочно-смеситель­ный автоматизированный узел, состоящий из расходных емкостей, группо­вого жидкостного дозатора смолы, инициатора и ускорителя полимериза­ции, дозатора наполнителей, смесителя и пульта управления. Дозировочно-смесительный узел работает в следующей последовательности: три жидких компонента (полиэфирная смола ПН-1, отвердитель - перекись метилэтилкетона, ускоритель полимеризации – стирольный раствор нафтената кобальта) из расходных емкостей одновременно забираются дозаторами (мерными цилиндрами) и подаются в смеситель, куда одновременно с жидкими ком­понентами с помощью объемного дозатора поступает наполнитель. Изделия с размерами 300x300x30 мм, имитирующие красный и серый гранит, имеют следующие характеристики: истираемость – 0,2 – 0,4 г/см2, ударная вяз­кость не менее 460 Дж/см3, водопоглощение полимерного слоя не более 0,5%, морозостойкость не менее 800 циклов.

Разновидностью слоистых изделий являются изделия, в которых име­ется модифицированный поверхностный слой. На примере бетонных и же­лезобетонных конструкций установлено, что стойкость против агрессивно­го воздействия окружающей среды резко возрастает при небольшой глуби­не пропитки. Для поверхностной пропитки изделий можно применять мате­риалы с высокой вязкостью. Например, продукты нефтепереработки, серу, олигомеры, композиции на основе полиэфирных, эпоксидных и других смол, а также растительные технические масла. Однако, наиболее долговеч­ные поверхностные пропитанные слои получаются при применении пропи­точных материалов на основе низковязких мономеров типа метилметакрилат, стирол и т. п.

Технология изготовления изделий с модифицированным поверхност­ным слоем включает сушку, вакуумирование, пропитку и полимеризацию мономера в бетоне. От времени пропитки зависит глубина пропиточного слоя, от принятого способа полимеризации (радиационного или каталитического) зависит применять или нет катализатор полимеризации.

Частично пропитанные бетоны представляют собой слоистые матери­алы, состоящие из пропитанного слоя, основного бетона и контактной зоны между ними, в которой постепенно изменяется пористость за счет изменения количества пропиточной композиции в порах бетона. Монолитность таких материалов зависит от совместной работы слоев. В железобетонных конструкциях пропитку осуществляют на глубину защитного слоя бетона, чтобы обеспечить сцепление модифицированного слоя с рабочей арматурой.

Пропитка резко повышает долговечность и коррозионную стойкость изделий, изготовленных из сборного и монолитного железобетона, в том числе и из легкого. Например, морозостойкость повышается до 2000 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Лекция № 10 – ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ОБЪЕМНЫХ БЛОКОВ

Вопросы:

10.1 Виды и область применения объемных блоков;

10.2 Способы формования объемных блоков;

10.3 Формование объемных блоков на специальных установках.

10.1 Виды и область применения объемных блоков

Объемно-блочное домостроение (ОБД) получило значительное разви­тие в последнее десятилетие. В заводских условиях осуществлено изготов­ление объемных блоков на одну или две комнаты, монолитных санитарно-технических кабин и других объемных элементов, которые могут быть полностью отделаны и оснащены необходимым оборудованием (рис. 10.1).

б)

а)

Рис. 10.1 – Объемно-блочное домостроение: а – схема монтажа зданий из объемных

блоков; б – общий вид организации монтажа объемных блоков; 1 - блоковое;

2 - козловой кран; 3 - траверса; 4 - подкрановый путь

Монолитные объемные блоки-комнаты имеют пять связанных граней, а шестая грань блока (пол, потолок или наружная стена) изготовляется от­дельно и соединяется с монолитной частью сваркой закладных деталей. В за­висимости от того, какая грань изготовляется отдельно, монолитные блоки-комнаты подразделяют на типы: "колпак", "стакан" и "лежащий стакан"; в настоящее время на заводах ОБД изготовляют два вида кон­структивно-технологических блоков-комнат: "колпак" и "лежащий стакан" (рис. 10.2).

б)

а)

Рис. 10.2 – Типы объемных блоков: а – объемный блок типа «лежащий стакан»; б – объемный блок типа «колпак»; 1 - четырехстенный блок; 2 — плита перекрытая; 3 — стеновая панель; 4-пятистенный блок

Объемный блок типа «колпак» (рис. 10.2, б) изготовляют за один цикл формования вместе с плитой потолка; комплектующие элементы блока — плита пола и стеновая панель, образующие законченную конструкцию дома. Пятистенный блок типа «лежащий стакан» (рис. 10.2, а) фор­муют также за один цикл одновременно с конструкцией пола и перекрытия; комплектующий элемент — наруж­ная стеновая панель.

Жилые здания монтируют из блок-комнаты, блок-кухни и блок-лестницы (рис. 10.3). Объемные блоки - формуют тремя способами: кассетным (смесь укладыва­ют слоями на всю высоту блока и уплотняют вибрацией щитов); кассетным с вакуумированием бетонной смеси; непрерывным с механизированной укладкой бетонной смеси в формы способом «подвижного сердечника», что позволяет применять более жесткие бетонные смеси.

Бетонную смесь укладывают на всю длину по пери­метру блока. При постепенном опускании сердечника бетон наращивается слоями по высоте изделия.

в)	Рис. 10.3 – Блоки лестниц: а – цельноформованный двухмаршевой блок-лестница; б – лестничный пространственный элемент; в – схема трехмаршевой блок-лестницы: 1 - четырехстенный блок; 2 - мар­шевая площадка; 3 - элемент марша; 4 - площадка; 5 - опорная рама

10.2 Способы формования объемных блоков

Блочное домостроение в настоящее время развивается по четырем основным направлениям, под которыми понимается совокупность конструктивно-технологических решений: краснодарскому — блоки типа «лежащий стакан» с линейным опиранием по периметру; вологодское и приднепровское — блоки «колпак»; минское — блоки типа «колпак»; хабаровское и кременчугское — блоки ти­па «колпак» с угловым опиранием.

Установки для формования блоков зависят от спосо­ба укладки и уплотнения бетонной смеси. Принятый спо­соб формования определяет конструкцию блока, состав бетона и продолжительность тепловой обработки. Объ­емные элементы — санитарно-технические кабины, шах­ты лифтов, объемные блок-комнаты и т. п. изготовляют на различных технологических линиях.

Технология изготовления и конструкция формовочного оборудования зависят от способа формования стен монолитных объемных блоков. На го­ловных заводах ОБД используют три способа укладки и уплотнения бетон­ной смеси: кассетный (Минск, Краснодар), кассетный с вакуумированием (Кременчуг, Хабаровск) и способ подвижных сердечников (Вологда, Новолукомль). При этом во всех случаях при формовании применяют виброобработку бетонной смеси.