CC BY
42Крупнопанельное домостроение
УДК 699.86
А.Н. ЛУГОВОЙ, канд. техн. наук, начальник лаборатории, А.Г. КОВРИГИН, технический специалист
ООО «Бийский завод стеклопластиков» (Россия, 659316, Алтайский край, г. Бийск, ул. Ленинградская, 60/1)
Композитные гибкие связи для трехслойных панелей
Приведены сведения об использовании композитных связей при производстве трехслойных стеновых панелей. В результате проведенных испытаний стеклопластиковых связей определены физические и химические характеристики. Установлено, что гибкие связи с фиксированием в бетоне за счет адгезионной связи (с навитым жгутом или песчаным покрытием) значительно (до 90%) теряют прочность сцепления с бетоном после щелочного воздействия. Гибкие связи с анкерным уширением за весь срок эксплуатации стеновой панели теряют не более 9% прочности сцепления с бетоном и могут гарантировать надежность и безопасность конструкции. Технология производства теплоэффективных панелей с использованием композитных гибких связей СПА® 07,5 мм производства ООО «Бийский завод стеклопластиков» применяется на заводах КПД в Российской Федерации, Белоруссии, Германии, Франции, Швейцарии.
Ключевые слова: крупнопанельное домостроение, энергоэффективность, гибкие связи из композитных материалов.
A.N. LUGOVOY, Candidate of Sciences (Engineering), Head of Labaratory, A.G. KOVRIGIN, technical specialist, OOO "Biysky zavod stekloplastikov" (60/1, Leningradskaya Street, 659316, Biysk, Altai Region, Russian Federation)
Composite Flexible Bracings for Three-Layered Thermal Efficient Panels
Information about the use of composite bracings when producing three-layered wall panels is presented. As a result of tests of glass-plastic bracings the physical and chemical characteristics were defined. It is established that the flexible bracings with fixation in concrete due to the adhesion bond (with a coiled strand or with sand blanket) significantly (up to 90%) loss the strength of adhesion with concrete after alkali effect. The use of flexible bracings with anchor spread reduces the adhesion strength by 9% approximately. The technology of producing the thermal efficient panels with the use of composite flexible bracings CnA® 07.5 mm produced by OOO "Biysky zavod stekloplastikov" is used at large-panel house prefabrication plants in the Russian Federation, Byelorussia, Germany, France, and Switzerland. Keywords: large-panel house prefabrication, energy efficiency, flexible bracing made of composite materials.
Крупнопанельное домостроение занимает весомую долю рынка в мире, а для некоторых стран, например Республики Беларусь, является основным в создании нового жилищного фонда [1—2]. Одним из ключевых аспектов развития технологий КПД является повышение энергоэффективности и энергосбережения. В последнее десятилетие большинство европейских стран, а также стран СНГ значительно увеличили нормативы по сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций. Стандартным решением является увеличение толщины утеплителя, используемого в трехслойных стеновых панелях. Однако существует другой способ — использование композитных гибких связей (рис. 1).
На заводах крупнопанельного домостроения в России и за рубежом распространены следующие варианты сцепления слоев трехслойных стеновых панелей:
— железобетонные шпонки, представляющие собой сквозное железобетонное включение, обычно размером от 200x200 до 400x400 см. Таких шпонок может быть установлено до 10 шт. для панели площадью 10 м2;
— гибкие связи из нержавеющей стали, представляющие собой металлические стержни с различного вида загибами на концах для обеспечения сцепления с бетоном. Таких связей может быть установлено от 4 до 10 шт. на 1 м2 панели в зависимости от толщины слоев бетона, действующих нагрузок и прочности сцепления анкерного узла с бетоном;
— гибкие связи из композитных материалов, представляющие собой стержни с образованным на поверхности волнообразным профилем либо без него и анкеру-ющими узлами на концах связей, обеспечивающие надежное закрепление гибкой связи в бетоне (рис. 2).
Расчетный коэффициент теплопроводности для композитных связей не выше 0,55 Вт/(м-°С); железобетонных шпонок — 1,69 Вт/(м-°С); гибких связей из обычной стали — 50 Вт/(м-°С); гибких связей из нержавеющей стали — 20 Вт/(м-°С). При применении композитных связей исключается влияние на сопротивление теплопередаче панели так называемых мостиков холода, повышается теплотехническая однородность трехслойной стеновой конструкции. Возрастает сопротивление теплопередаче трехслойной панели (на 20—40%). Стоимость готового
продукта не увеличивается, так как стоимость композитных гибких связей сопоставима со стоимостью качественных металлических гибких связей.
Кроме теплоэффективности гибкие связи из композитных материалов выгодно отличаются от других решений тем, что представляют готовое изделие и могут быть установлены в проектное положение без дополнительной обработки. Любые изделия из металла обычно требуют операций нарезки, изгибов, сварки или привязки к арматурной сетке и тем самым повышают трудозатраты и увеличивают время на производство конечных изделий.
В 1998 г. специалисты ООО «Бийский завод стеклопластиков» разработали стеклопластиковые гибкие связи СПА® 07,5 мм. Проведен значительный комплекс исследований, позволяющий определить физико-механиче-
Несущий слой панели (бетон)
Теплоизоляция
Облицовочный слой панели (бетон)
Рис. 1. Трехслойная теплоэффективная панель: а - схема; б - производство
22
научно-технический и производственный журнал
май 2014
j "А ®
Large-panel housing construction
Рис. 2. Гибкие стеклопластиковые связи СПА® 07,5 мм
ские и теплотехнические характеристики панелей с гибкими связями СПА®. Работы проводились более чем в 20 научно-исследовательских организациях, испытательных центрах и лабораториях. В результате проведенных испытаний определены:
— механические характеристики стеклопластика, из которого изготовлены связи (прочность при растяжении, сжатии, поперечном изгибе, сдвиге вдоль армирующих волокон и срезе поперек волокон; модуль упругости и модуль ползучести);
— стойкость данных гибких связей к воздействию агрессивных сред (кислот и щелочей) с определением коэффициентов надежности (коэффициентов условий работы) на срок эксплуатации до 100 лет;
— коэффициенты условий работы при воздействии на связи неблагоприятных факторов (воздействие влаги и температуры при тепловлажностной обработке бетона, в котором связи установлены, влияние попеременного замораживания-оттаивания, долговременная прочность при воздействии постоянной нагрузки и т. п.);
— прочность сцепления данных гибких связей с бетонами различных марок и строительными растворами.
Таким образом долговременное воздействие щелочи на композитные гибкие связи снижает их физико-механические характеристики. Щелочь также влияет на сцепление гибких связей с бетоном, поскольку действует на поверхности контакта связей и бетона. Поэтому, при расчете надежности трехслойных панелей следует учитывать два критических состояния в узлах сцепления гибких связей с бетоном: разрушение гибкой связи из-за потери прочности ввиду щелочного воздействия и потерю несущей способности в результате вырыва гибкой связи из бетона, в том числе в некоторых случаях из-за снижения сцепления гибкой связи с бетоном.
При проведении испытаний композитных гибких связей различных производителей выяснилось, что прочность закрепления их в бетоне после щелочного воздействия зависит не только от сырья, из которого они изготовлены, но в большей степени от совершенства технологии производства и конструкции связей. Гибкие связи с механической системой фиксации (с загибами, анкерными уширениями или стержни с периодическим профилем, образованным фрезерованием) под воздействием щелочи прак-
Список литературы
1. Николаев С.В. Модернизация базы крупнопанельного домостроения — локомотив строительства социального жилья // Жилищное строительство. 2011.
№ 3. С. 3-7.
3. Николаев С.В. Возрождение крупнопанельного домостроения в России // Жилищное строительство.
2012. № 4. С. 2-8.
тически не теряют прочности сцепления с бетоном. Падение прочности сцепления с бетоном для связей СПА® 07,5мм с анкерными уширениями составило 9 %. Гибкие связи с фиксированием в бетоне за счет адгезионной связи (с навитым жгутом или песчаным покрытием) значительно теряют прочность сцепления с бетоном после щелочного воздействия; в некоторых случаях фиксировалось падение прочности сцепления на 90% от исходного уровня.
В настоящее время ГОСТ 31310—2005 «Панели стеновые трехслойные железобетонные с эффективным утеплителем» регламентирует производство трехслойных панелей на территории Российской Федерации. Согласно Изменению № 1 от 2009 г. данный ГОСТ не регламентирует применение композитных гибких связей. Поэтому по Постановлению Правительства РФ от 27 декабря 1997 г. № 1636 «О правилах подтверждения пригодности новых материалов, изделий, конструкций и технологий для применения в строительстве» применение композитных гибких связей в трехслойных стеновых панелях возможно после получения технического свидетельства. Бийским заводом стеклопластиков такое техническое свидетельство получено еще в 1999 г., оно постоянно проходит процедуру продления (действующий ТС № 3535-12 «Панели стеновые железобетонные трехслойные с гибкими связями из стеклопластиковой арматуры»).
Кроме того, с 1 января 2014 г. введен в действие ГОСТ 31938—2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций». Некоторые производители ссылаются на этот ГОСТ как на документ, якобы разрешающий применение композитной арматуры в качестве композитных гибких связей. Однако следует обратить внимание на параграф 1 в разделе «Область применения» ГОСТ 31938—2012: «Настоящий стандарт не распространяется на композитные полимерные стержни гладкого профиля и композитные полимерные гибкие связи».
В настоящее время технология производства тепло-эффективных панелей с использованием композитных гибких связей развивается бурными темпами. На сегодняшний день более двадцати заводов в России, ряд заводов в Белоруссии, Германии, Франции, Швейцарии применяют гибкие связи СПА® 07,5 мм производства ООО «Бийский завод стеклопластиков». При этом для многих предприятий гибкие связи СПА® 07,5 мм оказались единственно правильным, эффективным и выгодным решением при производстве трехслойных панелей. Вместо переоборудования производства на большую толщину панелей с увеличением толщины материала-утеплителя оказалось достаточным исключить теплопроводные включения, заменив их на гибкие связи СПА® 07,5 мм.
References
1. Nikolaev S.V. Modernization of Base of Large-Panel Housing Construction is a Locomotive of Social Housing Construction. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2011. No. 3, pp. 3—7. (In Russian). 3. Nikolaev S.V. Revival of large-panel housing construction in Russia. Zhilishchnoe Stroitel'stvo [Housing Construction]. 2012. No. 4, pp. 2—8. (In Russian).
ООО «Бийский завод стеклопластиков» оказывает информационную и техническую поддержку заводам КПД в проектировании энергоэффективных трехслойных панелей с использованием гибких связей СПА® 0 7,5 мм
ООО «Бийский завод стеклопластиков» Алтайский край, г. Бийск
Тел./факс: (3854) 442-444 E-mail: bzs@bzs.ru www.bzs.ru
Cj научно-технический и производственный журнал
® май 2014 23
