ПРЕДИСЛОВИЕ
Основным строительным элементом, характеризующим панельные и крупноблочные здания, являются сборные стены. Сборные железобетонные перекрытия зданий применяются в настоящее время повсеместно вне зависимости от материала или конструкции стен здания и по существу не являются характерными для панельного и крупноблочного строительства. По этим соображениям настоящая книга, .в которой автор отнюдь не ставил задачи рассмотрения всех строительных элементов зданий, посвящена в основном проектированию стен из панелей и крупных блоков, а также изготовлению и монтажу этих сборных элементов.
Понятия «стеновая панель» и «стеновой крупный блок» нередко смешивают, а в отдельных работах применяют даже такой термин, как «крупноблочная панель». В настоящей книге принято называть:
стеновой панелью — заранее изготовленную часть стены, имеющую законченные отделкой или подготовленные под отделку наружную и внутреннюю поверхности и закладные детали, необходимые для обеспечения устойчивости панели и прочности стен;
крупным стеновым блоком — крупноразмерный, заранее изготовленный элемент для кладки стен, устойчивость которого, как правило, обеспечивается собственным весом.
В книге рассматриваются панельные и крупноблочные стены применительно к производственным и энергетическим объектам. До последнего времени стены из крупных сборных элементов использовались главным образом для строительства жилых зданий, по которым уже накоплен значительный опыт проектирования, изготовления и монтажа этих -стеновых элементов; для производственных и энергетических зданий применение стеновых панелей и крупных блоков имели незаслуженно ограниченный масштаб. Поэтому при рассмотрении ряда вопросов о материалах и конструкциях стеновых элементов, а также их изготовления и монтажа, в книге использованы некоторые данные, относящиеся к жилищному строительству, опыт которого во многом вполне распространим и на вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий.
Несомненно, что аналитическое изучение опыта конструирования, изготовления и монтажа стеновых панелей и крупных блоков для жилых зданий поможет проектировщикам и строителям найти лучшие конструктивные решения, а также приемы изготовления и монтажа стеновых элементов производственных и энергетических зданий, соответствующие местным производственным условиям, материальным возможностям и конструктивным схемам зданий.
Мы не можем считать действующие ныне типовые решения стеновых панелей для производственных и энергетических зданий лучшими для всех местных условий и схем зданий, особенно если учесть еще ограниченный опыт проектирования и строительства панельных зданий этого назначения; поэтому наряду с широким использованием типовых решений там, где они действительно являются наилучшими, необходимо проводить на стадии проектного задания технико-экономическое сравнение и других возможных решений, используя сравнительно богатый опыт строительства панельных зданий в СССР и за рубежом и выбирая лучшие, наиболее надежные, простые в исполнении и экономичные решения.
Во всех разделах книги рассматриваются вопросы, только непосредственно относящиеся к теме книги — панельному и крупноблочному строительству. Ряд проектных и производственных вопросов хотя и важных, но нехарактерных для строительства панельных и крупноблочных стен в настоящей книге не рассматривается. К таким вопросам относятся:
в области расчетов — расчеты, связанные со стенами перемычек над проемами, карнизов, парапетов и оконных рам;
в области изготовления — технологические схемы предприятий по изготовлению стеновых панелей и блоков, а равно их технологическое оборудование;
В области монтажа — техника геодезической разбивки зданий, общие схемы организации строительно-монтажных работ, а также монтажное оборудование, носящее общий характер, неспецифический для монтажа стеновых панелей и блоков (в частности, подъемные краны).
Книга предназначается для инженеров — проектировщиков и строителей, работающих в области современного индустриального промышленного и энергетического стрительства,-а равно для работников предприятий, изготовляющих панели и крупные блоки.
Второе издание KHHIH значительно перера
ботано и дополнено сравнительно с первым
изданием 1965 г. большим числом новых ма
териалов по литературным источникам, иссле
дованиям, типовым проектам, нормам и стан
Книга состоит из 7 разделов:
раздел I—Материалы для панельных и крупноблочных стен;
раздел II — Прочностные показатели материалов и статические расчеты панельных и крупноблочных стен;
раздел III — Строительная теплотехника;
раздел IV—Конструктивные схемы стен энергетических и промышленных зданий, раз-
резка на сборные элементы; их размеры; конструкции стеновых панелей и блоков;
раздел V—Конструкция швов и креплений в панельных и крупноблочных стенах;
раздел VI — Изготовление и хранение крупноразмерных стеновых панелей и блоков;
раздел VII — Транспортирование и монтаж крупноразмерных стеновых панелей и блоков.
В разделе I материал по вопросам термо-влажностной обработки составлен инж. С. Г. Гореликом под редакцией автора.
Глава 7 составлена автором при участии инж. В. И. Белова.
Глава 12 составлена канд. техн. наук С. Т. Шершневым.
Большая работа по редактированию раздела III выполнена инж. Д. А. Степановым.
Глава 34 составлена автором при участии инж. М. Н. Воробьева.
Всем указанным, а также ряду.других товарищей, оказавших автору большую помощь в подборе проектного, отчетного и литературного материала и в оформлении книги, автор выражает большую благодарность. Особо благодарен автор научному редактору 2-го издания книги канд. техн. наук В. Б. Дубровскому. , .
В книге, охватывающей многообразные вопросы проектирования и производства, очевидно, есть ряд недочетов.
Все замечания просьба направлять по адресу: Москва, Ж-114, Шлюзовая наб. 10, издательство «Энергия».
ГЛАВА ДВАДЦАТЬ ВТОРАЯ. ПАНЕЛЬНЫЕ И КРУПНОБЛОЧНЫЕ СТЕНЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВАХ С АГРЕССИВНЫМИ СРЕДАМИ И ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ
22-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В производственных зданиях предприятий химической промышленности, цветной металлургии и других отраслей промышленности стеновые конструкции, кроме силовых воздействий, подвергаются физико-химическим агрессивным воздействиям окружающей среди: Агрессивное воздействие на стены может быть .в виде воздушной .атмосферы повышенной или высокой влажности, брызг или проливов кислот и щелочей, действующих на нижние части стен, или одновременного действия ‘Нескольких факторов.
В связи с этим проектирование стен промышленных зданий с агрессивной средой и повышенной (влажностью, помимо обычного расчета на прочность, жесткость и устойчивость, должно производиться с учетом условий исследующей их эксплуатации под воздействием агрессивной среды. От правильности выбора типа конструкции стены, Материала для них и типа защиты зависят .капитальные затраты на строительство и расходы на эксплуатацию зданий.
Одним из основных мероприятий по повышению степени сохранности стеновых конструкций является уменьшение агрессйв-к о с ти с ip е д ы. В связи с этим при проектировании и эксплуатации зданий должны предусматриваться мероприятия по снижению влажности воздуха, агрессивности газов и жидкостей путем устройства в цехах эффективной вентиляции, обеспечения надлежащей герметизации технологических аппаратов, сетей и т. п.
Большое значение для стойкости стеновых панелей и крупных блоков против агрессивного действия среды имеют к а ч еет;в о применяемых материалов для изготовления бетонов и их плотность в затвердевшем виде. Особое внямание должно уделяться выбору материалов, проектированию составов бетонов, уплотнению смесей и последующему уходу за ними.
Высокое качество бетона может быть обеспе-чено путем применения промытых и фракционированных мелких и крупных заполнителей,
тщательного дозирования составляющих бетонных и растворных смесей и их уплотнения, а также ‘обеспечения необходимых теплозлаж-нсетных условий твердения бетона. Помимо принятия мер по получению плотного бетона, должны применяться специальные средства защиты: нанесение стойких окрасочных покрытий, стойких штукатурок; изоляция листовыми жли /рулонными материалами, устройство облицовок из стойких штучных материалов и др.
При выборе пи и а конструкции стен, материала для них и типа защиты следует руководствоваться Указаниями по проектированию антикоррозийной защиты строительных конструкций промышленных зданий в производствах с агрессивными средами СН 262-63 [Л. 6] и СНиП il-B.27-62 [Л. 3].
Указания содержат требования, предъявляемые к конструкциям промышленных зданий и материалам при работе их в условиях действия агрессивных сред, описание возможных способов повышения химической стойкости материалов и основные положения по проектированию антикоррозионной защиты строительных конструкций.
Ниже приводятся, по данным Указаний [Л. 6], основные положения по классификации агрессивных сред и оценке действия их на*’ материалы, по способам повышения стойкости материалов к агрессивным средам, по общим проектным требованиям к конструкциям.
22-2. КЛАССИФИКАЦИЯ АГРЕССИВНЫХ СРЕД И ОЦЕНКА ДЕЙСТВИЯ ИХ НА МАТЕРИАЛЫ
Агре с с и в н ы е с р е д ы подр аз д едяются а а газообразные, жидкие и твер-д ы е; воздействие этих сред да конструкции может быть как в виде отдельно действующих агентов, так и комплексным при одновремен-‘Нсм действии различных видов агентов. Агентами, вызывающими коррозию строительных материалов для каждой группы агрессивных сред, могут быть:
а) для газовых сред — повышенная и высокая влажность воздуха; наличие в воздухе
Слабое шелушение материала (бетона, керамических блоков, кирпича), изменение цвета или вида (древесины и пластиков)
Повреждение углов и граней, волосяные трещины в бетоне, керамических блоках. Растрескивание и расщепление древесины. Деформация пластмасс
Ярко выраженное разрушение материала (сильное растрескивание, выпадение отдельных кусков и т. п.)
кислых или окисляющих газов в сочетании с повышенной или высокой влажностью;
б) для ЖИДКИХ сред — растворы кислот, щелочей и солей, органические жидкости (растворители, масла, растворы сахара и др.);
в) для твердых сред —.различные агрессивные пыли (аэрозоли, дымы) в сочетании с высокой влажностью воздуха и т. п.
Степень агрессивного воздействия среды на материалы характеризуется как слаб-ая, средняя и сильная.
22-3. ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ МАТЕРИАЛОВ К АГРЕССИВНЫМ СРЕДАМ И ЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ
Химическая стойкость материалов может быть повышена за счет изменения его структуры методами химической и механической обработки или за счет обработки поверхности путем «анесения составов или материалов, предохраняющих от коррозионного действия агрессивных сред.
Коррозионная ‘стойкость ‘бетонов и растворов может быть повышена за счет изменения состава бетона и методов уплотнения его; снижения фильтрующей ‘способности путем уменьшения ©одоцементного отношения в бетоне и введения специальных добавок; выбором вяжущих и заполнителей и т. п.
Стойкость металлических конструкций может быть повышена путем металлизации и электрохимической защиты металла.
Повышение стойкости естественных каменных материалов может быть осуществлено путем пропитки битумом, омыленными дегтями и др.
Защита арматуры в ‘бетоне может быть осуществлена путем увеличения толщины защитного слоя бетона у арматуры, применения покрытий и обмазок арматуры, защиты поверхности конструкций лакокрасочными или пленочными материалами и др.
Независимо от проектируемой конструкции стен обязательным условием для них при наличии агрессивных сред является плотный «слой стены со стороны воздействия агрессивной среды. Повышение плотности п о-в е р х н о с т и конструкции достигается устройством защитных покрытий: нанесением защитных окрасок, штукатурок и облицовок. Защитные покрытия стен являются дополнительной мерой защиты конструкций от коррозии; их применение не исключает повышенных требований, предъявляемых к материалу конструкций и самой конструкции.
Выбор защитных покрытий производится в зависимости от вида, интенсивности и характера агрессивных воздействий, а также от материала защищаемых конструкций и условий их работы. Для некоторых видов материалов, которые служат для изготовления крупноразмерных ‘панелей и блоков, рекомендуемые защитные покрытия в зависимости от характеристики воздушной среды представлены в табл. 22-4.
Виды защитных лакокрасочных покрытий приведены в приложении 22-1.
Особое внимание должно уделяться защите закладных деталей, сварных соединений и креплений панелей и блоков к каркасам зданий. Все закладные части и сварные соединения должны быть надежно омоноличены плотным бетоном с толщиной защитного слоя, соответствующей таковой в панелях, с обеспечением нормального твердения омоноличенного бетона; при невозможности надежного замоно-личивания бетоном они должны быть защищены одним из составов, указанных в табл. 22-6.
22-4. СТЕНОВЫЕ ПАНЕЛИ И БЛОКИ ЗДАНИИ В ПРОИЗВОДСТВАХ С АГРЕССИВНЫМИ СРЕДАМИ, ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ И ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ВНУТРЕННЕЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ
Применение стеновых панелей и крупных олоакюй из легких ‘бетонов на пористых заполнителях, а также из пористых легких, ячеистых и автоклавных силикатных бетонов в зданиях с агрессивными средами может быть допущено только при наличии специальной защиты (табл. 22-4).
Для зданий с влажностью среды до 60% или с агрессивностью среды до определенного уровня применимы унифицированные стеновые панели серии Ст-02-31 длиной 6 м и серии 1.432-3 длиной 12 м, но с определенными защитными покрытиями.
Защитные покрытия, рекомендуемые для панелей серий Ст-02-31, приведены в приложении 22-2, табл. 1 и 2; для серии 1.432-3 — в приложении 22-2, табл. 3.
Известно, что из-за повышенной капиллярной диффузии, и как следствие — высокого влагонасыщения с последующим размораживанием и разрушением,—панели и блоки из ячеистых бетонов нельзя применять для стен подвалов и цокольных этажей без специальных мероприятий по их защите.
Типовой серией Ст-02-31 допускается использование панелей из ячеистого бетона для цокольной части стен при условии опирания панелей на фундаментные балки и защиты их
от атмосферных воздействий влагостойкими и морозостойкими материалами.
До последнего временя не было выработано рекомендаций по надежной и экономичной защите этих ячеистобетонных элементов.
Уральский Промстройниипроект исследовал способы защиты ячеистобетонных панелей для цокольной части стен промышленных зданий путем пропитки панелей гидрофобными составами.
Наиболее целесообразной оказалась горячая пропитка петролатумом (ГОСТ 4096-62) ч битумом строительным (ГОСТ 6617-56) с использованием в качестве растворителей технического керосина (ГОСТ 4753-49).
Пропитка смесью битума и петролатума з соотношении 1 : 3 обеспечила снижение водо-насыщения после двухгодичных испытаний для гязозолобетона примерно в 2,5 раза, а для пенобетона — в 3 раза. Продолжительность обработки панелей в ванне при влажности бетона 17—25% составляла 30—45 мин.
Увеличение стоимости панелей для условий Свердловской области колеблется (в зависимости от вида обработки) от 0,72 до 1,91 руб/м2, а стоимость только одного ремонта незащищенных панелей составляет 1,96 руб[м2 в год [Л. 1].
Стены промышленных зданий с повышенной (сверх 60%) влажностью до последнего времени возводились в основном из кирпича, крупных кирпичных и бетонных блоков с па-роизоляционным слоем. Как показала практика, устройство доброкачественного пароизоля-ционного слоя на вертикальных поверхностях таких стен с соответствующей защитой этого слоя крайне затруднительно и требует больших затрат ручного труда. ЦНИИПромизда-ний при участии НИИЖБ, ВНИИИСМ и НИИСФ, а также ряда других институтов разработаны и исследованы конструкции стеновых панелей для зданий с относительной влажностью воздуха от 75 до 80% при наружных расчетных температурах —20, —30, —40° С и внутренней температурой до +20° С [Л. 4].
Конструкции стеновых панелей ( 22-1 и 22-2) решены с использованием легких, ячеистых и тяжелых бетонов и цементного фибролита.
Двухслойные панели: ПВ-1 ( 22-1,а), состоящая из железобетонной плиты толщиной 50 мм и утеплителя из легких бетонов (керамзитобетона, перлитобетона и др.) или ячеистых бетонов (пенобетона, пеносиликата и др.), и ПВ-2 ( 22-1,6), состоящая из готовой железобетонной ребристой плиты и слоя утеплителя из легкого или ячеистого бетона с внешним отделочным слоем.
Трехслойная панель — с воздушной прослойкой или без нее (ПВ-3 по 22-2 и ПВ-4), состоящая из готовых железобетонных ребристых плит и слоя плитного утеплителя.
Панели имеют пароизоляцию, располагаемую между плитами из тяжелого железобетона повышенной плотности и влагостойкости и утеплителем. В последний включаются два слоя этинолевой эмали (при камерной или стендовой тепловлажностной обработке бетона) или пленки МГН-20 (при автоклавной обработке бетона).
В панелях ПВ-1 пароизоляционный слой размещается .между железо бетонной плитой и утеплителем. Обладая высокой адгезией, пароизоляционный слой надежно соединяет железобетонную плиту с утеплителем, благодаря чему сечение панели можно считать сплошным. При изготовлении панели (в горизонтальных формах) сначала укладывается слой тяжелого армированного бетона марки 200, а затем по неотвердевшему бетону наносится паройзолл-ционный слой из пленки МГН-20 или по отвердевшему тяжелому бетону наносится паро-изоляция из двух слоев этинолевой эмали (если в качестве утеплителя используется легкий бетон и тепловлаж1ностная обработка ведется в пропарочных камерах или способом электропрогрева).
Разработка конструкций проведена в соответствии с указаниями СНиП П-П.2-62 «Холодильники. Нормы проектирования». В основу решения стен приняты имеющиеся типовые конструкции однослойных панелей из легких бетонов по серии Ст-02-31, а также конструкции двухслойных панелей серии 575-65.
Конструкции панельных стен, разработанные для одноэтажных зданий с внутренней температурой воздуха от —40° до +12° С и высотами до низа стропильной конструкции 4,8 а 6 м, .разделены на три типа:
Тип I—стены, состоящие из одних керам-зитобетонных панелей толщиной 400 мм серии Ст-02-31;
Тип II —стены, состоящие из двухслойных керамзитобетониых панелей толщиной 400 мм (наружный слой толщиной 70 мм из тяжелого бетона и внутренний — 300 мм из керамзитю-бетона) объемным весом 900 кг/м3, серия 575-65 с дополнительной теплоизоляцией из плит пенопласта марки ПС-Б объемным весом 40—50 кг]мъ, наклеиваемых на панели с внутренней стороны (плиты пенопласта принимаются с защитным слоем из заранее наклеенных асбестоцементных плоских листов);
Тип III—стены, состоящие из двухслойных керамзитобетонных панелей толщиной 300 мм, устанавливаемых с относом от наруж-
В трехслойных панелях ПВ-3 и ПВ-4 с плитным утеплителем пароизоляционный слой принимается из двух слоев зтинолевой эмали, .расположенной на внутренней поверхности одной из ребристых железобетонных плит.
С целью повышения паростойкосш панелей, кроме указанных защитных мер, рекомендуется:
1) приготавливать бетонные смеси с В/Ц не более 0,5 на малоалюминатном портландцементе марки не ниже 400;
2) применять в качестве крупного заполнителя промытый щебень или гравий крупностью 5—40 и 10—20 мм, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 8268-62 и ГОСТ 8267-64, и мелкий заполнитель—промытый кварцевый и иолевошиатный песок (ГОСТ 8736-62) или песок, получаемый от дробления твердых :и проч-(ных горных пород.
Сварные арматурные каркасы и сетки всех типов панелей должны иметь антикоррозионное покрытие. В качестве антикоррозионной защиты применяются цементно-казеиновая обмазка или покрытие этинолевой эмалью. Толщины защитных слоев рабочей арматуры: для плит из тяжелого бетона—15 мм, для легких и ячеистых бетонов — до 25 мм. В качестве дополнительной меры по защите арматуры от коррозии рекомендуется введение в состав бетона нитрита натрия (ГОСТ 6194-52) в количестве 2% от веса цемента.
Вое остальные элементы креплений, раопо—псженные на внутренней поверхности стен и з швах панелей, соединительные накладки и закладные детали для защиты от коррозии оцинковываются [Л. 5].
ЦНИИПромзданий разработаны экспериментальные конструкции стеновых панелей и деталей их крепления для промышленных зданий с шагом колонн 6 м, для производств с агрессивной средой при сильной агрессии и влажности 60—80%. (Серия 576-65. Аннотированный каталог научно-исследовательских и проекшю-экеперименталыных работ Института ЦНИИПромзданий за 1965 г.)
В этих панелях из легкого или ячеистого бетона предусматрив-ается слой обычного бетона с объемным весом до 2,5 г/ж3 с внутренней стороны до 70 мм при обязательной антикоррозионной защите в соответствии с Указаниями СН 262-63. Общая толщина панелей при STOM принимается от 300 до 500 мм.
ЦНИИПромзданий также разработана экспериментальная конструкция стеновых пане
мои грани колонн на величину, равную толщине слоя дополнительной теплоизоляции (конструкция Й материалы дополнительной теплоизоляции принимаются по аналогии со стенами типа II).
Устройство дополнительной теплоизоляции стен типов II и III производятся в процессе монтажа или после него.