CC BY
103
ГРНТИ 67.29.29
Курманов Аскар Каратаевич
к.т.н., ассоц. профессор (доцент), кафедра «Промышленное, гражданское и транспортное строительство», Архитектурно-строительный факультет, Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан e-mail: kurmanov_190658@mail.ru.
Аипов Арман Мейрамович
магистрант, кафедра «Промышленное, гражданское и транспортное строительство», Архитектурно-строительный факультет, Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар, 140008, Республика Казахстан e-mail: arkstroy-pv@mail.ru.
ПЕРСПЕКТИВА РАЗВИТИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОЕ
Актуальность темы исследования обусловлена необходимостью обеспечения населения жильём, изысканием новых технологий малоэтажного строительства в загородных зонах, где решающими факторами являются: сокращенные сроки возведения зданий, невысокая стоимость и трудоемкость работ. Прогрессивные технологии жилищного строительства с использованием многослойных конструкций являются одним из наиболее важных направлений повышения эффективности цикла в строительной сфере Казахстана.
На объектах строительства в качестве конструктивного материала часто используется газобетон только автоклавного изготовления или пенобетон заводского изготовления. Поэтому возникает задача разработки более совершенной технологии малоэтажного жилищного строительства с применением конструкций из нетрадиционного материала — ячеистого бетона с добавлением отходов промышленности.
Ключевые слова: малоэтажное строительство, газобетон, отходы промышленности, ячеистобетонные блоки.
ВВЕДЕНИЕ
Подавляющее большинство современных жилых зданий выполняется из различных видов бетонных и каменных конструкций, сохраняющих за собой доминирующее положение на самую далёкую перспективу. Существенную роль в дальнейшем совершенствовании конструкций из бетона должно сыграть снижение их массы. В связи с этим, за последнее время значительно возросла роль ячеистых бетонов, которые находят все более широкое и комплексное применение, не только как изоляционный, но и как эффективный конструкционный материал для несущих конструкций жилых зданий. За последние годы введены в эксплуатацию новые заводы и линии по производству мелкоштучных стеновых изделий, в основном, мелких ячеистобетонных блоков. Такое явление продиктовано экономическими факторами, обусловливающими необходимость использования
наиболее эффективной продукции, исходя из её стоимости, теплопроводности, экологичности и т.п. [1].
Одним из наиболее активно развивающихся секторов отрасли строительных материалов в Казахстане и других странах СНГ стало производство автоклавного газобетона (АГБ). В последние годы в данном направлении в большом количестве вводятся в эксплуатацию новые заводы, модернизируются существующие производства, увеличиваются объёмы выпуска, улучшаются свойства и повышается эффективность производимой продукции. Как результат, популярность АГБ возрастает, что сказывается на увеличении объёмов его использования в строительстве. Согласно официальной статистике в 2013 году ячеистый бетон стал одним из основных стеновых материалов в Казахстане. Мощности по производству АГБ в Казахстане увеличиваются на протяжении всех последних лет [2-6].
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Расчёты и проектные проработки показали, что применение в наружных стеновых конструкциях каменных зданий конструктивных решений в виде сплошной кладки в большинстве случаев не позволяет достичь уровня требуемого приведённого сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции. В климатических условиях большей части территории Республики Казахстан удовлетворение требований II этапа не может быть достигнуто путём простого увеличения толщины кладки наружной стены. Это значит, что возведение стен толщиной 510—640 мм из полнотелого керамического кирпича, принятое для большинства регионов, необходимо довести на первом этапе до 1410 мм, а на втором этапе — до 2420 мм. Разумеется, такой вариант неприемлем ни по каким соображениям. Не удовлетворяют теплотехническим и экономическим критериям однослойные конструкции наружных стен в виде сплошной кладки из обыкновенных и эффективных стеновых материалов, в том числе и легкобетонных. Использование ячеистобетонных блоков, как показывает мировой опыт, при внесении
в СН РК 2.04-04-2013 поправок, касающихся приведения расчётной влажности ячеистого бетона в соответствие с фактической эксплуатационной, может оказаться экономически целесообразным. В этом случае наружные стены при марке ячеистого бетона по средней плотности D 600 будут иметь для центральных и северных регионов РК приемлемую толщину в 550—600 мм. Однако для многих регионов РК такая толщина наружной стены не будет удовлетворять требованиям второго этапа. В этом случае, как показывают теплотехнические, технико-экономические расчёты и обширная мировая практика, наиболее эффективным способом теплозащиты зданий является устройство наружного утеплителя [7-9].
При этом масса утепляющей конструкции будет минимальной, что обусловлено небольшим слоем эффективного утеплителя, который не будет являться дополнительной нагрузкой на несущие конструкции, обеспечит надёжное и безопасное её крепление к наружным стенам и повысит теплоизоляционные
качества. Применение таких конструктивных решений наружных стен при проектировании и строительстве зданий более 5-ти этажей, без специальных мероприятий, таких как армирование кладки, ограничено относительно низкой прочностью на сжатие ячеистого бетона.
Применение ячеистого бетона открывает широкие возможности создания принципиально новых и эффективных несущих и ограждающих строительных конструкций, даёт возможность не только уменьшить размеры и массу конструкций, но и одновременно уменьшить вес здания, что позволит значительно снизить нагрузку на основание и уменьшить размеры фундаментов. В действующих нормативных документах в связи с недостаточной изученностью свойств ячеистобетонных конструкций отсутствует ряд положений по их проектированию. В частности, это относится к элементам кладки из мелких ячеистобетонных блоков с косвенным армированием, что препятствует их практическому использованию [10-13].
Рисунок 1 — Объект внедрения — жилой дом № 33 по ул. Майры г. Павлодар с наружными несущими стенами из мелких ячеистобетонных блоков
Опыт применения конструкций из кирпичной кладки показывает, что косвенное армирование является эффективным средством для увеличения прочности, трещиностойкости и снижения материалоёмкости сжатых элементов.
В настоящей работе предпринята попытка восполнить этот пробел применительно к кладке из мелких ячеистобетонных блоков. Решение поставленных задач позволит использовать поперечную арматуру при проектировании сильно нагруженных наружных стеновых элементов зданий и сооружений, выполненных в виде кладки из мелких ячеистобетонных блоков, повысить этажность зданий и уменьшить их общий вес.
Основной объём газобетона (90 %) представлен марками D500 и D600. Доля теплоэффективного АГБ марки D400 составляет 8,8 % от общего выпуска. Уже больше половины заводов предлагают своим клиентам продукцию
с плотностью 400 кг/м3. Это обусловлено тем, что он сочетает в себе высокие прочностные показатели с хорошими теплоизолирующими свойствами [14].
Однако ежегодно возрастающие требования потребителей приводят к необходимости повышения качества выпускаемых изделий. Добиться этого возможно, как за счёт использования технологических приёмов, так и корректировки состава газобетона путём введения различных модифицирующих компонентов. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что модификация вяжущего активными минеральными добавками, повышающими прочность межпоровой перегородки, является наиболее перспективным и все более широко применяется во многих областях строительства [15].
Известно, что автоклавные и обычные ячеисто-заполненный бетоны, плохо работают на растяжение при изгибе. Повысить прочностные характеристики, а также другие свойства ячеистых бетонов можно за счёт введения оптимального количества активных модификаторов, смеси, изготовленных из отходов промышленности.
Таким образом, для расширения номенклатуры эффективных стеновых материалов, разработка технологии автоклавного ячеистого бетона с применением в качестве дисперсной арматуры микроволокон и модификация его активными минеральными добавками является одной из важнейших научных и практических задач.
ВЫВОДЫ
Анализ состояния производства и применение ячеистых бетонов с использованием отходов промышленности (зол энергетических предприятий) в области строительства показал явно выраженную технологическую и экономическую эффективность.
Отсутствие практики промышленного производства, высокая потребность рынка в более качественных ячеистых бетонах определяет актуальность, научную и практическую значимость выдвинутой проблемы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Вишневский, А. А., Гринфельд, Г. И., Смирнова, А. С. Итоги работы предприятий по производству автоклавного ячеистого бетона в 2013 г. // Технологии бетонов. - 2014. - № 4. - С. 44А7.
2 Коровкевич, В. В., Пинскер, В. А. Малоэтажные дома из ячеистых бетонов. Рекомендации по проектированию, строительству и эксплуатации - Ленинград, ЛенЗНИИЭП, - 1989. - 284 с.
3 Граник, Ю. Г. Ячеистый бетон в жилищно-гражданском строительстве // Строительные материалы. - 2003. - № 3. - С. 2-6.
4 Кузьменко, Д. В., Ватин, Н. И. Ограждающая конструкция «нулевой толщины» - термопанель // Инженерно-строительный журнал. - 2008. - № 1. -С. 13-21
5 Корниенко, П. В., Тугумбаев, Д. А., Ахметова, У. Е., Атконова, А. П.
Системный подход при проектировании бетона с требуемыми свойствами в железобетонных конструкциях // Наука и техника Казахстана. - 2018. - № 2. - С. 45-55
6 Пинскер, В. А., Вылегжанин, В. П. Газобетон в жилищном строительстве с максимальным его использованием // Ячеистые бетоны в современном строительстве. Сборник докладов. Выпуск 5. - СПб. : НП «Межрегиональная северозападная строительная палата», Центр ячеистых бетонов. - 2008. - С. 10-32.
7 Пинскер, В. А., Вылегжанин, В. П., Гринфельд, Г. И. Прочность и деформативность стен из газобетона низкой плотности // Ячеистые бетоны в современном строительстве. Сборник докладов. Выпуск 5. СПб. : НП «Межрегиональная северозападная строительная палата», Центр ячеистых бетонов.-2008.-С. 6-9.
8 Силаенков, Е. С. Долговечность изделий из ячеистых бетонов. М. : Стройиздат, 1986. - 176 с.
9 Кудерин, М. К., Менейлюк, А. И., Абуназар А., Шарипова, С. Е. Повышение эффективности и технологии производства неавтоклавного пенобетона // Наука и техника Казахстана. - 2016. - № 3—4. - С. 91-97.
10 Пинскер, В. А., Писарев, В. С. Опытная проверка пластичности автоклавного ячеистого бетона при кратковременном загружении - В кн.: «Применение ячеистых бетонов в жилищно-гражданском строительстве». - JI. : ЛенЗНИИЭП, - 1991. -С. 31-44.
11 Акпанов, Н. А. Оценка проектно-строительных решений жилых монолитных зданий // Наука и техника Казахстана - 2016. - № 1-2. - С. 5-9.
12 Ухова, Т. А., Паплавскис, Я. М., Гринфельд, Г. П., Вишневский, А. А. Разработка межгосударственных стандартов взамен ГОСТ 21520-89 и ГОСТ 25485-89 в части ячеистых бетонов автоклавного твердения // Строительные материалы. - 2007. - № 4. - С. 26-30.
13 Граник, Ю. Г. Ячеистый бетон в жилищно-гражданском строительстве // Строительные материалы. - 2003. - № 3. - С. 2-6.
14 Корниенко, П. В. Теоретические основы образования оптимальной структуры ячеистого бетона // Наука и техника Казахстана. - 2010. - № 2. - С. 81-89.
15 Сактаганова, Н. А. Неавтоклавный ячеистый бетон с добавкой -поверхностно-активными веществами // Наука и техника Казахстана. - 2016. -№ 1-2.-С. 58-61.
Материал поступил в редакцию 27.02.19.
Цурманое Асцар Царатащлы
т.г.к., кауымд. профессор (доцент), «бнеркэсштш, азаматтык жэне келш К¥рылысы» кафедрасы, Сэулет-к^рылыс факультет^ С. Торайгыров атындагы Павлодар мемлекеттш университету Павлодар к., 140008, ^азакстан Республикасы, e-mail: kurmanov_190658@mail.ru.
Аипов Арман Мейрамулы
магистрант, «бнеркэсштш, азаматты; жэне келш к¥рылысы» кафедрасы,
Сэулет-к¥рылыс факультет^ С. Торайгыров атындагы
Павлодар мемлекеттш университетi,
Павлодар к., 140008, ^азакстан Республикасы,
e-mail: arkstroy-pv@mail.ru.
Материал баспага 27.02.19 тYCтi.
внеркэсштж калдыктарды пайдалана отырып ^ялы бетондарды колдану аркылы K¥Pb^FbiHbiH К¥РЬ1лысын пepcпeктивтi дамыту
Зерттеу тацырыбыныц взектiлiгi хальщты тургъш Y^MeH цамтамасыз ету, цала мацындагы аудандардагы темен цабатты цурытыстыц жаца технологияларын i3decmipy цажеттттнен туындайды, бYл шешушi факторлар ^рытыс уацытын Yнемдеп, аз шыгын жYмсап, жYмыстыц нацт^1лыгына негiзделедi.
Кеп цабатты ^рытыт-дарды пайдаланатын тургын Yй цур^1лысыныц прогрессивтi технологиялары Цазацстанныц цурышыс саласында жогары тшмдшгт арттырудыц мацызды жолдарыныц бiрi болып табытады. Курытыс алацдарында автоклавты ендiрiстiц газдалган бетоны немесе зауыттыц кебж бетоны жи цурытыс материалы ретшде пайдаланытады.
Сондыцтан енеркэсттш цалдыцтарды цосу арцылы дэстYрлi емес материалдан жасалган — Yялы бетоннан жасалган конструкцияларды пайдалана отырып, теменгi тYргын Yй цу_рытым Yшiн алдыцгы цатарлы технологияларды эзiрлеудiц мiндетi бар.
Кiлттi создер: томенгi цабатты цурытыс, газдалган бетон, ондiрiс цалдыцтары, Yялы блоктар.
Kurmanov Askar Karatayevich
Cand.Sci.(Eng.), associate professor, Department of «Industrial, Civil and Transport Construction», Faculty of Architecture and Construction, S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan, e-mail: kurmanov_190658@mail.ru. Aipov Arman Meiramovich
undergraduate student, Department of «Industrial, Civil and Transport
Construction», Faculty of Architecture and Construction,
S. Toraigyrov Pavlodar State University,
Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan,
e-mail: arkstroy-pv@mail.ru
Material received on 27.02.19.
Perspective of construction development with the application of cellular concrete with using of industrial waste
The relevance of the research topic is due to the need to provide the population with housing, finding new technologies for low-rise construction in suburban areas, where the decisive factors are: reducing of construction time, low cost, and labor-intensive work. Progressive technologies
of housing construction using multilayer structures are one of the most important ways to increase the efficiency of the cycle in the construction sector of Kazakhstan.
At construction sites, aerated concrete of autoclaved production or factory-made foam concrete is often used as a construction material. Therefore, there is the task of developing more advanced technology for low-rise housing construction using structures made from unconventional material - cellular concrete with the addition of industrial waste.
Keywords: low-rise construction, aerated concrete, industrial waste, cellular concrete blocks.
