CC BY
16Материалы и конструкции
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 666.973.2-666.64-492.3
И.В. НЕДОСЕКО1, д-р техн. наук (nedoseko1964@mail.ru); А.Н. ПУДОВКИН2, канд. техн. наук; В.В. КУЗЬМИН3, канд. техн. наук; Р.Р. АЛИЕВ1, инженер
1 Уфимский государственный нефтяной технический университет (450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1)
2 Кумертауский филиал Оренбургского государственного университета (453300, Республика Башкортостан, г. Кумертау, 2-й Советский пер., 3Б)
3 Белебеевский филиал Самарского государственного архитектурно-строительного университета (452930, Республика Башкортостан, г. Белебей, ул. Советская, 11)
Керамзитобетон в жилищно-гражданском строительстве Республики Башкортостан. Проблемы и перспективы
Рассмотрены технические аспекты и перспективы применения крупнопористого и вибропрессованного конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона в конструкциях наружных стен малоэтажных зданий, мансардных ограждений и в качестве утеплителя наружных панельных стен серии 121У. Показано его преимущества перед традиционными минерало-ватными и органическими утеплителями как более прочного, долговечного и огнестойкого материала.
Ключевые слова: конструкционно-теплоизоляционный керамзитобетон, энергоэффективность, мансарда, колодцевая кладка, термосопротивление, реконструкция, несущая способность.
I.V. NEDOSEKO1, Doctor of Sciences (Engineering) (nedosekol964@mail.ru); A.N. PUDOVKIN2, Candidate of Sciences (Engineering); V.V. KUZ'MIN3, Candidate of Sciences (Engineering); R.R. ALIEV1, Engineer 1 Ufa State Petroleum Technological University (1, Kosmonavtov Street, Ufa, 450062, Republic of Bashkortostan, Russian Federation) 2 Kumertau branch of Orenburg State University (3B, 2-nd Sovetsky Lane, Kumertau, 453300, Republic of Bashkortostan, Russian Federation) 3 Belebey branch of Samara State University of Architecture and Civil Engineering (11, Sovetskaya Street, 452930, Belebey, Republic ofBashkortostan, Russian Federation)
Haydite Concrete in Housing and Civil Construction of the Republic of Bashkortostan. Problems and Prospects
Technical aspects and prospects of using the no-fines and vibro-compressed structural-heat insulating haydite-concrete in the structures of external walls of low-rise buildings, attic enveloping structures and as a heat insulator of external panel walls of 121U series are considered. Its advantages over traditional mineral wool and organic heat insulators, as a more durable, long-operating and fireproof material, are shown.
Keywords: structural-heat insulating claydite-concrete, energy efficiency, attic, well brickwork, thermal resistance, reconstruction, bearing capacity.
Керамзитобетон в течение долгого времени являлся одним из основных строительных материалов, массово используемым в СССР как в гражданском (крупнопанельном домостроении), так и в промышленном строительстве (наружные керамзитбетонные стеновые панели промышленных зданий с железобетонным и смешанным каркасами). Это было обусловлено рядом его неоспоримых преимуществ перед другими видами легких бетонов как на природных и искусственных пористых заполнителях (вермику-
ь__м
Рис. 1. Главный фасад двухэтажного жилого дома с цокольным этажом, наружные стены выполнены из керамзитобетонных блоков с кирпичной облицовкой (п. Кармаскалы, Республика Башкортостан)
лите, аглопорите и др.), так и бетонов ячеистой структуры (пенобетонов, газобетонов), которые в то время производили очень низкого качества. Кроме того, масштабному внедрению керамзитбетона в жилищно-гражданское и промышленное строительство в 60-80-е гг. ХХ века практически во всех регионах Советского Союза способствовала достаточно продуманная техническая политика, основанная на использовании передового опыта и научных разработок производственных, проектных и исследовательских органи-
Рис. 2. Общий вид здания Башкирского социально-экономического техникума с надстройкой дополнительных этажей и двухэтажной мансарды из крупнопористого керамзитобетона
Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Materials and structures
Рис. 3. Реконструкция одноэтажного здания Уфимского филиала РГСУ с надстройкой двух дополнительных этажей. В качестве стенового ограждения использован прокатный профнастил (наружный слой) с заполнением внутреннего слоя из крупнопористого керамзи-тобетона: а — вид здания до реконструкции; б — вид здания после реконструкции
Рис. 4. Главный (а) и боковой (б) фасады коттеджа в п. Михайловка Уфимского района с наружными стенами, выполненными в колод-цевой кладке с внутренним слоем из крупнопористого керамзитобетона
заций. Координацией всех разработок, связанных с производством и применением керамзита, занимался головной научно-исследовательский институт по данной проблематике - НИИКерамзит в г. Куйбышеве (теперь Самара).
Несмотря на то что керамзит в течение более чем трех десятилетий исправно служил отечественному строительству, с начала 1990-х гг. объемы его использования и соответственно керамзитбетона сократились более чем на порядок. Если в промышленном строительстве практически полное сокращение потребления керамзита обусловлено
объективными причинами, в частности прекращением выпуска заводами ЖБИ материалоемкого и дорогостоящего железобетонного каркаса (практически все промышленные здания возводятся с металлокаркасом), то в гражданском строительстве существенное снижение объемов использования керамзита было обусл овлено не столько кризисом строительной отрасли 1990-х гг., сколько сильной конкуренцией (не всегда добросовестной) со стороны производителей теплоизоляционных изделий на основе минеральной ваты и пенополистирола. Последнее десятилетие се-
Рис. 5. Главный (б) и дворовый (а) фасады коттеджа в г. Белебей с мансардой и наружными стенами, выполненными в колодцевой кладке с применением крупнопористого керамзитобетона
Материалы и конструкции
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
рьезную конкуренцию керамзиту составили также современные производители газобетона, которые смогли существенно повысить качество выпускаемой продукции и снизить среднюю плотность газобетонных стеновых блоков с 700-800 до 400-500 кг/м3.
Однако, как показала практика строительства, решение накопившихся проблем снижения материалоемкости и повышения энергоэффективности отечественного строительства, в первую очередь жилищно-гражданского, только за счет всеобъемлющего использования эффективных утеплителей на минераловатной и пенопластовой основах в подавляющем большинстве случаев приводит к значительному удорожанию стоимости квадратного метра жилья. В то же время объемы дефектов, повреждений и аварийных ситуаций по сравнению с советским периодом не только не снизились, но и многократно возросли. Эта проблема широко освещалась в научно-технической литературе [1]. Причем одной из основных причин возник-
Рис. 6. Процесс возведения наружной стены коттеджа в г. Белебей, выполненной в колодцевой кладке с внутренним слоем из крупнопористого керам-зитобетона
ших проблем является не низкое качество производимых теплоизоляционных материалов (несомненно, минерало-ватные изделия, пенополистирол и ячеистые бетоны имеют свою рациональную сферу применения во многих областях промышленного, гражданского и специального строительства), а их неэффективное использование, связанное с непродуманным переносом зарубежного опыта на отечественную стройку, когда выбор стеновых и теплоизоляционных материалов определялся не объективными обстоятельствами, а конъюнктурными соображениями.
Поэтому в последнее время во многих регионах России строители стали проявлять все больший интерес к традиционным стеновым материалам, успешно сочетающим несущие и ограждающие свойства, таким как высокопустотная керамика, гипсобетонные блоки и керамзитобетон. Несмотря на кризис и существенное сокращение производства керамзита и изделий на его основе, когда из девятнадцати технологических линий в Республике Башкортостан по выпуску керамзитового гравия остались работать только три, некоторым предприятиям удалось не только выжить, но и повысить эффективность производства. Группой компаний «Нерал», которая в настоящее время является крупнейшим в Башкортостане производителем керамзитового гравия, гипсовых изделий и сухих смесей, проведена комплексная реконструкция и автоматизация двух технологических линий, смонтированных еще в 1970-х гг. Это позволило не только значительно снизить энергозатраты на произ-
Рис. 7. Этапы возведения мансарды (а — начальный, б — завершающий) коттеджа в г. Белебей. Несъемная опалубка выполнена из гипсо-картона, внутреннее заполнение — крупнопористый керамзитобетон
Рис. 8. Жилая комната (а) и санузел (б) мансарды из крупнопористого керамзитобетона (коттедж в г. Белебей) в стадии эксплуатации
Научно-технический и производственный журнал
ЖИЛИЩНОЕ
Л
Materials and structures
Ж. :> панель , Г^непдпсДшиныр
à
Кирпич
Кирпич
Крипяопор1К|цый| КЕРйнзитрвегпен
^ 7W
Рис. 9. Крупнопанельные жилые дома серии 121У
водство керамзитового гравия, но и повысить его качество. В Уфе за последнее десятилетие накоплен положительный опыт производства и применения конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона для наружных несущих стен зданий, а также конструкций мансардных ограждений на основе продукции данного предприятия.
В Кармаскалинском районе РБ построена серия двухэтажных жилых домов с наружными стенами из мелкоштучных вибропрессованных керамзитобетонных блоков (390x190x190 мм) (рис. 1). При требуемой для этих целей несущей способности (конструкционно-теплоизоляционный керамзитобетон классов В3.0-В4.0) средняя плотность блоков с учетом пустот составляла 400-600 кг/м3, что позволило при толщине наружной стены в 0,52 м (керамзитобетон-ный блок с облицовкой в полкирпича) достичь термосопротивления, превышающего в 1,5-1,8 раза показатель моно-слойной кирпичной стены стандартной толщины. При этом несущей способности таких стен вполне достаточно при возведении не только двух- и трех-этажных, но и четырехэтажных жилых зданий [2, 3].
Интересен также опыт применения монолитного крупнопористого керамзитобетона при возведении двухэтажной мансарды общей площадью более 1700 м2 при реконструкции здания Башкирского социально-экономического техникума (рис. 2) и мансарды арочного очертания (общая площадь 1000 м2) над зданием Уфимского филиала Российского государственного социального университета (рис. 3) [4]. Применение керамзитобетона позволило снизить стоимость строительства мансардных этажей и существенно повысить несущую способность, пространственную жесткость и эксплуатационную надежность данных зданий.
Имеется также положительный опыт возведения наружных стен, фронтонов и мансард при строительстве индивидуальных домов коттеджного типа в г. Белебей и поселках Михайловка и Чесноковка Уфимского района (рис. 4-8) [4]. Конструкция наружных стен этих зданий представляет собой колодцевую кладку с толщиной наружных и внутренних слоев по 120 мм, в пространство между которыми укладывался крупнопористый керамзитобетон с объемной массой 380-450 кг/м3. Наружные стены в колод-цевой кладке выдерживали вес межэтажного и чердачного железобетонных перекрытий, выполненных в монолитном (п. Михайловка) или сборном (г. Белебей) вариантах. В
Рис. 10. Варианты конструктивных решений крупнопанельных зданий серии 121У: а — традиционный вариант наружной стены с использование минераловатного утеплителя на стадии строительства; б — то же, на стадии эксплуатации; в — альтернативное конструктивное решение с использованием в качестве утеплителя конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона
настоящее время жилые дома успешно эксплуатируются, причем расходы на отопление в зимний период почти вдвое ниже, чем в подобных коттеджах со стенами из полнотелого кирпича.
Как было отмечено выше, с начала 1990-х гг. строительство крупнопанельных зданий с наружными стеновыми панелями из керамзитобетона практически прекратилось. Изменение теплотехнических норм в 1995 г., в которых закладывалось повышение требуемого термосопротивления наружных стен в 2-3,5 раза, не оставило возможности использования панелей из керамзитобетона с объемной массой 900-1200 кг/м3, которые использовались в строительстве советского периода. Считалось, что из производимого отечественными предприятиями керамзита со средней плотностью 400-550 кг/м3 невозможно получить бетон с требуемыми теплотехническими характеристиками. Однако, данная точка зрения не учитывает современных технологических разработок, которые уже внедрены в производство и позволяют получать керамзитовый гравий плотностью не только 300-350 кг/м3 (ОАО «Нерал», г. Уфа), но и облегченный керамзит с объемной массой 150-200 кг/м3. Это позволяет на основе подобного керамзита получать конструкционно-теплоизоляционный бетон наиболее рационально-крупнопористой структуры суммарной плотностью 250-300 кг/м3, который не только значительно прочнее пено- или газобетона той же плотности, но в отличие от них имеет на порядок более низкое сорбционное увлажнение и, соответственно, очень хорошие теплофизические свойства. Как показали проведенные исследования, применение данного материала в крупнопанельном домостроении серии 121У взамен минераловатных матов позволит существенно повысить долговечность и эксплуатационную надежность зданий данного типа (рис. 9, 10).
Поэтому применение конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона различной структуры при строительстве и реконструкции жилых и гражданских зданий различной этажности (как вибропрессованного, так и крупнопористого) может оказаться весьма эффективным и целесообразным по технологическим и экономическим соображениям, тем более что долговечность и эксплуатационная надежность керамзитобетона подтверждена не только результатами всесторонних исследований ведущих институтов (НИИКерамзит, МГСУ), но и многолетней практикой строительства.
Материалы и конструкции
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
Список литературы
1. Ищук М.К. Причины дефектов наружных стен с лицевым слоем из кирпичной кладки // Жилищное строительство. 2008. № 3. С. 28-31.
2. Недосеко И.В., Бабков В.В., Алиев Р.Р., Кузьмин В.В. Применение конструкционно-теплоизоляционного ке-рамзитобетона в малоэтажном строительстве // Жилищное строительство. 2008. № 3. С. 26-28.
3. Макридин Н.И., Максимова И.Н. Механическое поведение конструкционного керамзитобетона при осевом сжатии // Строительные материалы. 2009. № 1. С. 51-53.
4. Галиакберов Р.Р., Алиев Р.Р., Недосеко И.В. Использование крупнопористого керамзитобетона в ограждающих конструкциях мансардных этажей // Строительные материалы. 2006. № 10 / Архитектура. № 7. С. 8-10.
5. Недосеко И.В., Бабков В.В., Алиев Р.Р., Кузьмин В.В. Применение конструкционно-теплоизоляционного ке-рамзитобетона при строительстве и реконструкции зданий жилищно-гражданского назначения // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2010. № 1. С. 325-330.
References
1. Ishchuk M.K. The reasons of defects of external walls with a front layer from a bricklaying. Zhilishchnoe Stroitelstvo [Housing Construction]. 2008. No. 3, pp. 28-31. (In Russian).
2. Nedoseko I.V., Babkov V.V., Aliev R.R., Kuz'min V.V. Application of a constructional and heat-insulating keramzitobeton in low construction. Zhilishchnoe Stroitelstvo [Housing Construction]. 2008. No. 3, pp. 26-28. (In Russian).
3. Makridin N.I., Maksimova I.N. Mechanical Behaviour of Structural Haydite Concrete at Axial Compression. StroiteFnye Materialy [Construction Materials]. 2009. No. 1, pp. 51-53. (In Russian).
4. Galiakberov R.R., Aliev R.R., Nedoseko I.V. Use of a coarse-porous expanded-clay concrete in the protecting designs of mansard floors. StroiteFnye Materialy [Construction Materials]. 2006. No. 10. Application Arkhitektura. No. 7, pp. 8-10. (In Russian).
5. Nedoseko I.V., Babkov V.V., Aliev R.R., Kuz'min V.V. Application of a constructional and heat-insulating expanded-clay concrete at construction and reconstruction of buildings of construction engineering appointment. Izvestiya Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. 2010. No. 1, pp. 325-330. (In Russian).
I ГРУППА КОМПАНИЙ
НЕРАЛ
Группа Компаний «Нерал» barkraft
Более 15 лет специалисты «Уфимской Гипсовой Компании», входящей в ГК «Нерал», работают над созданием новых строительных материалов, позволяющих строить доступное качественное жилье, отвечающее таким потребительским качествам, как
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ, ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ, ЭКОНОМИЧНОСТЬ, ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Производственный комплекс обеспечивает полный цикл от добычи и переработки сырья до упаковки и отгрузки готовой продукции. Преимущества компании - независимость от поставщиков основного сырья, уникальные рецептуры, стабильное качество, доступные цены, бесперебойность поставок в любое время года, даже на пике строительного сезона.
1 ' b^SIHC
Под новым брендом BARKRAFT® производятся экологически чистые строительные материалы из местного сырья (гипса и глины)
СУХИЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ СМЕСИ - гипсовые штукатурные составы ручного и машинного нанесения, шпатлевки, монтажный клей, наливные полы, строительный и модифицированный гипс ПЕРЕГОРОДОЧНЫЕ ГИПСОВЫЕ ПЛИТЫ ГИПСОКЕРАМЗИТОВЫЕ БЛОКИ
КЕРАМЗИТОВЫЙ ГРАВИЙ различных фракций (фракция 10:40, дробленый - фракция 0:10, сеяный - фракция 0:10) Ведется разработка инновационной продукции.
Wmm
так как использует лучшее «Я^ВВпШВя В Ш Щ
ов.
