История работы с монолитным пенобетоном в жилищном строительстве. Решения, проблемы и особенности

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 691.327.333

И.А. ЛУНДЫШЕВ, инженер

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет

История работы с монолитным пенобетоном в жилищном строительстве. Решения, проблемы и особенности

Рассмотрена одна из наиболее перспективных технологий утепления - применение монолитного теплоизоляционного пенобетона на строительной площадке заливкой его в несъемную опалубку. Описан опыт первого применения технологии монолитного пенобетона для утепления кровли, ограждающих конструкций, мансард и малоэтажного строительства, разобраны проблемы и особенности его использования, проведен краткий анализ системы контроля качества монолитного пенобетона.

Ключевые слова: монолитный пенобетон, несъемная опалубка, утепление, контроль качества.

I.A. LUNDYSHEV, Engineer,

Saint-Petersburg State Polytechnical University

The History of Work with Monolithic Foam Concrete in Housing Construction. Solutions, Problems, and Features

One of the most prospective technologies of insulation, the use of monolithic heat insulation foam concrete at the construction site with its pouring into the permanent formwork, is considered. The experience of the first use of the monolithic foam concrete technology for heat insulation of a roof, enclosing structures, attics and low-rise construction is described; problems and features of its application are analyzed; a brief analysis of the system of monolithic foam concrete quality control is made.

Keywords: monolithic foam concrete, permanent formwork, insulation, quality control.

В современном мире остро стоит проблема энергосбережения. Если раньше при строительстве здания первым и зачастую единственным критерием качества служили прочностные характеристики, то начиная с 50-х гг. прошлого века в конструкции зданий появляется еще один род материалов - теплоизоляционных, а в строительной науке появляются и с определенным успехом решаются вопросы совмещения конструкционных и теплоизоляционных материалов.

Появление в обществе новых критериев оценки здания приводит к поиску новых вариантов исполнения конструкций. К сожалению, универсальных решений не существует и материалы, являющиеся лучшими для конструктивных целей, для которых существуют веками отрабатываемые узлы и конструкции, оказываются не самым удачным выбором для теплоизоляции зданий. Банальное увеличение толщины слоя конструктивного материала зачастую либо невозможно, либо сильно увеличивает стоимость здания и является невыгодным и неоптимальным.

Все эти доводы приводят к появлению в конструкции здания еще одного вида материалов, единственной задачей которого является теплоизоляция. Все эти материалы, как правило, имеют небольшую плотность, а следовательно, и прочность. Практически все они требуют защитного слоя и относительно быстро разрушаются при его нарушении. Еще одной проблемой является совмещение конструкционных и теплоизоляционных материалов и возникающая опасность появления на грани двух материалов конденсата.

52014 ^^^^^^^^^^^^^

Из множества зданий и сооружений в данной работе рассмотрим только жилищное строительство. Наиболее применимыми в этом секторе материалами утепления будут штучные изделия из разнообразного ячеистого бетона, вспененные продукты нефтехимии, материалы из минерального волокна и монолитный пенобетон [1-3 и др.].

Каждый из этих материалов имеет свои особенности. Штучные изделия из ячеистого бетона при общей небольшой цене теплоизоляции и хорошо отработанных строительных решениях используются при строительстве одновременно как конструктивные и теплоизоляционные материалы, что приводит к неоптимальной работе и в том, и в другом качестве. Вспененные продукты нефтехимии при прекрасных теплоизоляционных качествах и легкости использования имеют невысокую стойкость к повышению температуры и ультрафиолету; все они в той или иной мере горючие и дымообразующие. Материалы из минерального волокна обладают практически не уступающими продуктам нефтехимии теплоизоляционными качествами, зачастую не подвержены влиянию высокой температуры, легки и удобны в использовании, но имеют относительно небольшой срок службы и требуют качественной гидроизоляции. Монолитный пенобетон абсолютно негорюч и применяется в огнезащитных конструкциях, создает монолитный слой теплоизоляции и может быть залит в конструкции практически любой формы, крайне долговечен и экономичен по цене. Отрицательные свойства же его заключаются в относительно небольших по сравнению с материалами из минерального волокна и материалами из вспененных нефте-

- 1б7

Материалы и конструкции

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 1. Схема каркасной кровли

продуктов теплоизоляционных качествах и необходимости жесткого и неуклонного контроля качества, как, впрочем, у всех материалов, производимых прямо на строительной площадке.

На мой взгляд, именно монолитный пенобетон является наиболее подходящим теплоизоляционным материалом для использования в жилищном строительстве. Этот материал сейчас достаточно широко применяется для утепления всего спектра конструкций как в многоэтажном, так и в малоэтажном строительстве.

Объекты, на которых происходило внедрение технологии утепления зданий и сооружений монолитным пенобетоном

Кровли. Первые здания, где монолитный пенобетон использовался для утепления кровли, появились в России в 1930-х гг. [4], однако потом в применении монолитного пенобетона произошел значительный перерыв. Следующее применение монолитного пенобетона в строительстве было в 1998 г. при возведении одним из СУ Спецстроя России Северо-Западной государственной инспекции пробирного надзора (Санкт-Петербург, ул. Яблочкова, 7). Монолитный пенобетон применялся по системе, характерной для стран Средиземноморья [6-7], в два слоя, нижний - теплоизоляционный плотностью 300 кг/м3, верхний - защитный из пенобетона плотностью 600 кг/м3. На защитный слой производилась укладка гидроизоляционного кровельного ковра в два слоя. Работы велись под руководством В.Д. Васильева. Оборудование на этом и на всех дальнейших описанных в данной статье объектах применялось классической компоновки, смеситель открытый, естественного давления и объемного дозирования, приготовление пены раздельное,

в отдельном пеногенераторе, подача монолитного пенобетона осуществлялась при помощи героторного насоса. Работы проводились в летний период. Результаты применения монолитного пенобетона удовлетворили заказчика и государственную комиссию. По результатам дальнейшей эксплуатации протечек и дефектов слоя монолитного пенобетона не обнаружено.

После столь успешного начала внедрение технологии утепления плоских кровель монолитным пенобетоном стало продвигаться активно, и на 2014 г. только в Санкт-Петербурге около ста многоэтажных зданий имеют подобное утепление. Большинство зданий, однако, использует другую систему применения монолитного пенобетона для утепления кровли, разработанную В.Д. Васильевым, А.В. Селиверстовым и И.А. Лундышевым. Эта система была разработана специально для использования при круглогодичной заливке в холодных климатических районах (рис. 1).

В отличие от средиземноморской бескаркасной двухслойной системы для круглогодичной работы возводится каркас, поверх которого укладывается верхний слой кровли из листового материала и гидроизоляционный ковер. Монолитный пенобетон плотностью 150-200 кг/м3 заливается в каркас с оставлением воздушного зазора для вентиляции и возможности заливки при отрицательной температуре [7]. Впервые эта технология была применена (рис. 2) в Санкт-Петербурге в 2003 г. на 16-этажном здании (Санкт-Петербург, ул. Гранитная, 54, корп. 3). Это позволило убрать главный недостаток применения монолитного пенобетона в кровлях - сезонность подобных работ [8].

Стяжки. Самым старым способом применения монолитного пенобетона является теплозвукоизоляционная стяжка перекрытия. При таких работах, как правило, используется пенобетон плотностью 600-800 кг/м3. Монолитный пенобетон не самый лучший материал для производства подобных стяжек, так как согласно требованиям СНиП 2.03.13-88 поверх него не может быть уложен слой мягкого покрытия и его применение в этом случае ограничивается применением в качестве одного из нижних слоев стяжки. И соответственно его сложно применять при экономичном строительстве. Интересен монолитный пенобетон в первую очередь при проведении капитальных ремонтов в зданиях. Например, в 2011 г. при капитальном ремонте здания музыкальной школы (Санкт-Петербург, пр. Обуховской Обороны, 37, литера А), построенного в 1880-х гг., его использование позволило значительно сократить расходы на производство работ и уменьшить вес конструкции. В этом случае применяется пенобетон плотностью 300 кг/м3 (рис. 3).

Подобные работы были с успехом произведены в 2013 г. в Австрии (Вена, ул. Кляйнештадгудгассе, 14), где проводился капитальный ремонт здания постройки 1850 г. (рис. 4).

68

52014

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

строительство

Для данных работ монолитный пенобетон применим и показывает хорошие экономические результаты.

Индивидуальное малоэтажное жилье. В малоэтажном строительстве монолитный пенобетон используется при создании монолитного теплоизоляционного контура. Применение это материала для утепления фундамента, ограждающих конструкций и кровли позволяет не только надежно, долговечно и пожаробезопасно утеплить здание, но еще и экономично. При строительстве с использованием деревянного каркаса

Устройство мансард. Устройство мансард из монолитного пенобетона производится с 2000 г. Первым подобным объектом стала мансарда (рис. 6) (Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 78). В ней и во всех последующих мансар-

дах, применялся либо каркас из металлопроката, либо каркас из ЛСТК. Несущие каркасы обшивались несъемной опалубкой и заливались монолитным пенобетоном. По этому принципу устройство мансард не отличается от устройства коттеджей с утеплением из монолитного пенобетона. Примечательно, что существует опыт работ по возведению мансард без расселения здания. Впервые это реализовано при устройстве мансарды с утеплением монолитным пенобетоном плотностью 250 кг/м3 в 2005 г. (Санкт-Петербург, ул. Рылеева, 29). В рассматриваемом случае работы начались с создания нового несущего каркаса, который прошел через существующую кровлю. После этого была установлена несъемная опалубка, а затем произведен демонтаж существующей кровли. Работы осложнялись тем, что проходили в холодный период года. Мансарда используется непрерывно, в процессе эксплуатации не обнаружено протечек и прочих дефектов.

Ограждающие конструкции многоэтажных зданий. Применение монолитного пенобетона в качестве утеплителя ограждающих конструкций началось в 2002 г. с утепления многоэтажного здания (Санкт-Петербург, Комендантский пр., 11). В этом случае заливки производились между слоями несъемной опалубки из лицевого кирпича и ГКЛвл.

Рис. 4. Утепление перекрытий 5'2014 -

Рис. 5. Каркас коттеджа

Материалы и конструкции

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 6. Каркас мансарды

В качестве утеплителя применялся пенобетон плотностью 200 кг/м3. Для крепления систем отопления и карнизов в ограждающей конструкции были предусмотрены закладные элементы. В целом предложенная конструкция позволила получить значительный прирост площади здания за счет уменьшения толщины ограждающей конструкции на 200 мм при соблюдении всех требований к теплозащите здания. Также в 2002 г. была проведена заливка монолитного теплоизоляционного пенобетона плотностью 200 кг/ м3 в колодцевую кладку из силикатного кирпича (г. Конда-пога, ул. Заводская, квартал 17). Данные работы выявили необходимость увеличения водоцементного отношения при работах с силикатным кирпичом и необходимость выполнения поэтапных заливок ограждающих конструкций.

Особенности применения монолитного пенобетона

Исходя из обширного опыта работы с монолитным пенобетоном наибольший комплексный эффект от его применения в жилищном строительстве достигается при использовании плотностей 200-250 кг/м3. При этом его стоит рассматривать исключительно как эффективный тепло-изолятор, который не несет прочностных нагрузок. Большим его преимуществом при таком подходе является то, что неавтоклавный монолитный пенобетон - постоянно сохнущий материал с отсутствием необходимости введения в конструктив пароизоляционных слоев и с возможностью огнезащиты несущего каркаса. Также использование низких плотностей позволяет получить значительный экономический эффект при утеплении здания. Однако необходимо учитывать, что монолитный пенобетон плотностью 150-300 кг/м3 является исключительно теплоизоляционным материалом и применять его без защитного слоя недопустимо.

Наилучший экономический эффект при строительстве зданий по данной технологии дает использование опалубки в качестве защитного слоя. Она чаще всего выполняется из

Список литературы

1. Вылегжанин В.П., Пинскер В.А. Газобетон в жилищном строительстве и перспективы его производства и применения в Российской Федерации // Строительные материалы. 2009. № 1. С. 6-8.

листового материала и является несъемной. Вторая польза несъемной опалубки в том, что чем более она прочна, тем меньшую плотность теплоизоляционного пенобетона можно использовать для утепления конструкции. А это напрямую влияет на толщину слоя монолитного пенобетона и на его стоимость, так как при уменьшении плотности пенобетона уменьшается также и количество материалов, идущих на его изготовление.

Проблемы применения монолитного пенобетона и пути их решения

Главное преимущество и главный недостаток монолитного пенобетона - это то, что его изготовление происходит прямо на строительной площадке, что влечет за собой возможные грубые нарушения нормативов и требований к его качеству.

Зачастую при безответственном подходе к вопросам строительства низкоквалифицированные работники под маркой монолитного пенобетона D200-D300 передают заказчику гораздо более высокие марки монолитного пенобетона по плотности, что приводит к значительному ухудшению расчетных теплоизоляционных характеристик зданий. Еще худший результат получается, если не проверяется однородность плотности монолитного пенобетона. Поскольку существуют все нормы и регламенты контроля монолитного пенобетона, вопрос стоит исключительно в их соблюдении: наличие грамотного технического надзора позволяет быть уверенным в качестве конечного продукта. Поэтому если речь идет о строительстве многоэтажных зданий, дорожном, трубопроводном или промышленном строительстве, то, как правило, недобросовестный подход пресекается жестко и быстро. Это означает, что используется только качественное оборудование и отработанная технология монолитного пенобетона. Что же касается малоэтажного строительства, то проблема отсутствия необходимого контроля является основополагающим ограничителем использования монолитного пенобетона в строительстве.

В настоящий момент существует как отработанная технология получения монолитного теплоизоляционного пенобетона, так и пятнадцатилетний успешный опыт применения монолитного пенобетона в жилом и промышленном строительстве.

Дальнейшее развитие может быть в двух направлениях:

1. Развитие отечественной строительной химии и появление новых, еще более качественных и недорогих отечественных пеноконцентратов.

2. Развитие систем несъемных опалубок, отработка новых материалов опалубки, что позволит применять в жилищном строительстве плотности пенобетона в 150 кг/м3, которые сейчас успешно применяются исключительно для утепления теплопроводов и паропроводов [10].

References

1. Vylegzhanin V.P., Pinsker V.A. Gas Concrete in Housing Construction and Perspectives of Its Production and Use in the Russian Federation. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2009. No. 1, pp. 6-8. (In Russian).

^^^^^^^^^^^^^ 52014

Научно-технический и производственный журнал

2. Хафизова Э.Н., Кудоманов М.В., Черепанов В.И., Сука-ченко В.Н. Разработка стеновых блоков на основе ке-рамзитополистиролбетона // Строительные материалы. 2010. № 2. С. 23-24.

3. Васильев В.Д. Монолитный пенобетон по технологии СОВБИ // Строительные материалы. 2005. № 12. С. 39.

4. Кауфман Б.Н. Производство и применение пенобетона в строительстве. М.: Наркомстрой, 1940. 128 с.

5. Short A., Kinniburgh W. Lightweight concrete. London: Applied Science Publishers, 1978. 464 p.

6. Bevilacqua L. Technology FOAMCEM light cellular concrete. Vicenza: Laston Italiana, 2007. 51 p.

7. СТ0-001-50845180-2008 Теплоизоляционный неавтоклавный монолитный пенобетон «СОВБИ». Санкт-Петербург: МЦПТ, ВНИПИэнергопром, 2008. 45 с.

8. Альбом типовых решений в многоэтажном и малоэтажном строительстве с использованием монолитного пенобетона по технологии «СОВБИ» СП-11/2007 (ред. 2013 г.) Санкт-Петербург: МЦПТ, 2013. 74 с.

9. Лундышев И.А. Применение деревянного каркаса в малоэтажном домостроении с утеплением монолитным пенобетоном // Жилищное строительство. 2013. № 8. С. 28-32.

10. Лундышев И.А. Применение монолитного пенобетона для утепления теплопроводов // Строительные материалы. 2009. № 8. С. 30-31.

2. Khafizova E.N., Kudomanov M.V., Cherepanov V.I., Sukachenko V.N. Development of Wall Blocks on the Basis of Claydite Polystyrene Concrete. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2010. No. 2, pp. 23-24. (In Russian).

3. Vasil'ev V.D. Monolithic foam concrete technology «SOVBI». Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2005. No. 12, p. 39. (In Russian).

4. Kaufman B.N. Proizvodstvo i primenenie penobetona v stroitel'stve. [Production and use of foam concrete in construction] Moscow: Narkomstroi 1940. 128 p.

5. Short A., Kinniburgh W. Lightweight concrete. London: Applied Science Publishers, 1978. 464 p.

6. Bevilacqua L. Technology FOAMCEM light cellular concrete. Vicenza: Laston Italiana, 2007. 51 p.

7. ST0-001-50845180-2008 Heat-insulating not autoclave monolithic foam concrete «SOVBI». Saint-Petersburg: MTsPT, VNIPIenergoprom, 2008. 45 p.

8. Album of standard decisions in multystoried and low construction with use of monolithic foam concrete on the SOVBI technology of SP-II\2007 (edition of 2013). Saint-Petersburg: MTsPT, 2013. 74 p.

9. Lundyshev I.A. The use of timber framing in low-rise housing construction with monolithic foam concrete heat insulation. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2013. No. 8, pp. 28-29.

10. Lundyshev I.A. The use of monolithic foam concrete for heat insulation of heating lines. Stroitel'nye materialy [Construction Materials]. 2009. No. 8, pp. 30-31. (In Russian).

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 21 ВЕКА

ПЕНОБЕТОН «СОВБИ

т//////////////////////////////////////////////////////м Быстровоэеодимьщ каркасные дома с полным «теплым» контуром из монолитного пенобетона круглый год

Утепление всех элементов и узлов дома от фундамента до кровли

О Утепление подао дящи «коммуникаций

Мы готовы показать работу устанонюк СОВБИ

на строительных объектах в любое удобное для вас время

Санкт-Петербург, ул. Достоевского, д. 36

WWW.SOVbLfU

Строим дома с 1999 года!

Тел. 8 800 775-27-13

+7 (812)572-11-10

Реклама

5'2014

71