CC BY
39
Описанные нарушения производства фасадных работ при применении современных навесных фасадных систем с воздушным вентилируемым зазором на строящихся объектах можно не допустить лишь в результате желания всех участников строительства от инвесторов, заказчиков, проектировщиков до субподрядных организаций. Требуется серьезно относиться к наличию постоянного контроля качества представителей технического надзора заказчика, авторского надзора проектировщика, генподрядчика и внутреннего контроля качества в подрядных организациях.
Литература
1. Постановление Правительства Российской Федерации от 27 декабря 1997 года № 1636 «О Правилах подтверждения пригодности новых материалов, изделий, конструкций и технологий для применения в строительстве».
2. Распоряжения Правительства Москвы от 03 ноября 2003 года № 2009-РП «О повышении качества проектных решений в части устройства фасадов».
3. Рекомендации по проектированию навесных фасадных систем с вентилируемым воздушным зазором для нового строительства и реконструкций зданий. - М., Москомархитектура, 2002.
4. СНиП 11-3-79* «Строительная теплотехника». - М., 1998.
СВЕРХЛЕГКИЕ КЛАДОЧНЫЕ РАСТВОРЫ
Кириллов К.И., Семенов В. С.
Московский Государственный Строительный Университет
На современном этапе развития строительства всё большую актуальность приобретает проблема ресурсо- и энергосбережения, а, следовательно, и необходимость разработки инновационных проектных решений и строительных технологий, обеспечивающих снижение энергозатрат на этапе строительства и эксплуатации зданий и сооружений. И эта комплексная задача может быть решена различными способами, однако, можно совершенно определённо сказать, что без разработки «энергоэффективных» ограждающих конструкций зданий, все попытки решить данную проблему окажутся тщетными.
Принятие СНиП 23-02-2003 [10] обеспечило жёсткие нормативные требования к теплозащитным качествам наружных ограждающих конструкций зданий. Так, например, в Москве, требуемое сопротивление теплопередаче для ограждающих конструкций согласно данному документу составляет 3,15 м2 оС/Вт. В современной строительной индустрии ограждающие конструкции являются 2-х или 3-слойными, в которых применяются эффективные теплоизоляционные материалы (минеральная вата, пено-пласты и др.). Известно, что использование многослойных материалов ведёт к снижению коэффициента однородности. Так, для однослойных конструкций он составляет 0,9; для двухслойных - 0,8; трехслойных и более слоев - 0,7. Таким образом, наиболее привлекательным и перспективным направлением является разработка наружных однослойных ограждающих конструкций зданий, соответствующих нормативным требованиям по теплозащите.
В настоящее время довольно популярным решением однослойных ограждающих конструкций жилых и административных зданий являются стены облегчённой конструкции из мелкоштучных элементов (блоки из ячеистого бетона, полисти-ролбетонные блоки и т.п.). Средняя плотность таких элементов колеблется в пределах от 150 до 500 кг/м3. Для обеспечения монолитности таких конструкций используются различные составы: традиционные цементные кладочные растворы, составы на полимерном или цементно-полимерном связующем, различные клеевые композиции.
Обобщение современных научно-технических достижений и нормативных требований позволили заключить, что однородность однослойных ограждающих стен при использовании мелкоштучных изделий и существующих кладочных растворов не может быть обеспечена. При омоноличивании элементов со средней плотностью 500, 600 кг/м3 обычными растворами создаются мостики холода, существенно снижающие теплозащиту стены. Более того, термический коэффициент линейного расширения в элементах конструкции стены также значительно отличается. Все традиционные облегчающие заполнители и наполнители имеют высокую водопотреб-ность, что приводит к увеличению расслаиваемости раствора и влажности камня. С учетом этих требований при их использовании невозможно получить среднюю плотность кладочного раствора в рабочем состоянии меньше 1000 кг/м3. Современные кладочные растворы имеют среднюю плотность значительно выше, чем материал стен. Это приводит к существенному снижению коэффициента однородности стены (вплоть до 0,5 - по данным НИИСФ), что увеличивает расчётное сопротивление теплопередачи до 2-х раз. Возрастают трудозатраты и материалоёмкость конструкции стены за счёт увеличения её толщины.
Радикальное решение проблемы строительства объектов с однослойными ограждающими конструкциями может быть достигнуто посредством использования сверхлегких цементных кладочных растворов с полыми стеклянными микросферами. В МГСУ под руководством профессора Орешкина Д.В. были разработаны сверхлегкие цементные кладочные растворы повышенной однородности с оптимальными реологическими свойствами.
Было предположено, что использование в качестве кладочного раствора сверхлёгкого цементного материала с полыми стеклянными микросферами позволит повысить однородность стены, термическое сопротивление за счёт снижения коэффициента теплопроводности, а также увеличит время расстилания раствора на подложке и водо-удерживающую способность.
Были проведены испытания кладочных растворов различного состава; для определения прочностных характеристик кладочного раствора использовались об-разцы-балочки с размерами 4*4x16 см. Для кладочных растворов, имевших погружение конуса 8...10 см, применялся цемент ПЦ 500-ДО Старооскольского завода, вспученный перлитовый песок (ВПП) завода «Стройперлит» (г. Мытищи, Московской обл.) марки М-75, насыпной плотностью 75 кг/м3. Применялся вермикулит вспученный (ВВП) производства АООТ «ДЗТИ» (г. Дмитров, Московской обл.) насыпной плотностью 130 кг/м3, а также полые стеклянные микросферы (ПСМС со средним размером - 25 мкм) из натрийборосиликатного стекла, суперпластификатор (СП) Ме1теШ Б 10. ПСМС серийно выпускаются на Новгородском заводе «Стекловолокно» и Андреевском заводе «Стеклопластик». Результаты испытаний сведены в таблицу 1.
Спецвыпуск 3/2009
Т а б л и ц а 1
Физико-механические свойства кладочных растворов.
Состав, масс. % Рp, г/см3 В/Ц О -^изг? МПа О -^сж? МПа W у* вл., % WBод, % Рсух. , г/см3 Р сст., г/см3
Ц+30 ВПП 1,24 1,53 0,19 3,75 69,7 80,4 0,7 1,19
Ц+50 ВПП 1,14 2,61 0,08 1,4 105 117,6 0,55 1,12
Ц+30 ВВП 1,33 1,17 0,2 3,58 46,9 66,7 0,79 1,29
Ц+50 ВВП 1,17 1,9 0,1 1,42 78,3 104,8 0,6 1,16
Ц+10 ПСМС 1,12 0,49 4,2 14,5 25,9 30,8 0,76 1,11
Ц+30 ПСМС 0,89 0,98 1,6 3,9 47,6 57,0 0,57 0,87
Ц+50 ПСМС 0,75 1,53 0,8 2,2 57,1 78,3 0,425 0,74
Ц+10ПСМС+СП 1,18 0,43 4,7 15,5 25,0 25,7 0,86 1,17
Ц+30ПСМС+СП 0,85 0,7 2,5 6,1 32 41,4 0,54 0,82
Ц+50ПСМС+СП 0,7 1,34 1,3 3,2 71,4 77,4 0,403 0,67
где: рр - средняя плотность кладочного раствора, г/см3; - влажность по массе, %;
№ВОД - водопоглощение по массе, %;
Реет - средняя плотность затвердевшего раствора, г/см3.
Известно, что кладочные растворы, имеющие погружение конуса 8...10 см, должны обладать: требуемой средней плотностью (сравнимой с плотностью материала стенового ограждения), водоудерживающей способностью более 90 %, однородностью, нерасслаиваемостью раствора, прочностью, сопоставимой с мелкоштучными блоками, высокой прочностью сцепления, требуемыми усадкой, влажностью, теплопроводностью и морозостойкостью для камня.
Анализ структуры и свойств затвердевшего камня и кладочных растворов с полыми стеклянными микросферами, вспученными перлитовым и вермикулитовым песками показал, что структура материала с ПСМС более плотная за счет снижения водоцемент-ного отношения более чем в 4 раза. Это обеспечивает существенное преимущество в свойствах камня с микросферами по сравнению с раствором с ВПП и ВВП. Было произведено сравнение свойств растворов с полыми стеклянными микросферами и на пористых заполнителях при примерно одинаковой средней плотности (от 1,14 до 1,18 г/см3). Дальнейшее снижение средней плотности для растворов с ВВП и ВПП невозможно из-за их расслоения и снижения прочности. Доказано, что прочность камня с микросферами при сжатии более чем в 10 раз превышает прочность камня с ВВП и ВПП при одинаковой средней плотности раствора. Для прочности при изгибе такая кратность достигает более 40 раз. Влажность камня по массе с ПСМС более чем в 4 раза меньше, чем у камня ВПП и ВВП, а водопоглощение - ниже в 3 раза.
Была выполнена оптимизация составов сверхлегких кладочных растворов с ПСМС при помощи метода математического планирования. При этом установлено, что при средней плотности раствора 0,7 г/см3 средняя плотность камня в сухом состоянии - 0,403 г/см3, коэффициент теплопроводности 0,085 ВтДм оС), общая пористость около 80 % (из нее 42 % пористость цементной матрицы), коэффициент паро-проницания - 0,0498 мг/(м2-ч-Па). Коэффициент паропроницания кладочного раствора с полыми стеклянными микросферами в 4 раза ниже, чем у ячеистых бетонов такой же плотности за счет паронепроницаемых микросфер. Это позволит существенно сокра-
тить потери тепла в результате влагопереноса через стены. Данный материал имел прочность при сжатии в возрасте 28 сут. - 3,2 МПа, при изгибе - 1,3 МПа, водопогло-щение по массе - 67,4 %, морозостойкость - 25 циклов. Результаты представлены в таблицах 1 и 2.
Т а б л и ц а 2
Коэффициент паропроницания кладочного раствора с полыми стеклянными микросферами и суперпластификатором Melment F10
Состав, масс. % Средняя плотность камня, кг/м3 Коэффициент паропроницания д, мг/(м-ч-Па) Сопротивление паропроницанию Rn, м2 ч Па/мг
10 % ПСМС+СП 1100 0,0076 1,315
30 % ПСМС+ СП 540 0,0305 0,328
50 % ПСМС+ СП 403 0,0498 0,2
Следует также отметить, что значительное различие в физико-механических свойствах отразилось и на реологических свойствах растворов. При сравнении реологических свойств кладочных растворов средней плотности от 1,14 до 1,18 г/см3 с различными облегчающими добавками выяснено, что пластическая прочность и напряжение сдвига у раствора с полыми стеклянными микросферами минимальны и обеспечивают минимальные трудозатраты при кладочных работах. Установлено, что с увеличением расхода наполнителя (заполнителя) пластическая прочность и напряжение сдвига при расстилании раствора на подложке снижаются. Кладочный раствор с ПСМС обеспечивает рабочее состояние раствора по показателю расстилаемости в течение 4.. .5 часов, что значительно выше таких показателей для раствора с перлитом (1,5...2,5 часа) и с вермикулитом (1,25.2 часа). Однако, предельное значение пластической прочности у растворов с ПСМС при одинаковой средней плотности в 4,8.8 раз больше, чем у раствора с перлитом и вермикулитом (см. таблицу 3).
Т а б л и ц а 3
Расстилаемость на подложке из газобетона плотностью 500 кг/м3, средняя плотность и реологические свойства кладочного раствора
Состав, масс. %100 % ПЦ +... Средняя плотность раствора, г/см3 Время расстилаемости, ч.- мин. В конце расстилаемости:
пластическая прочность, ...х10-3 МПа напряжение сдвига, ...х10-3МПа
тпСМС+Frn 1,18 5-00 48 12
30ПСМС+F10 0,85 4-30 20 6
50ПСМС+F10 0,7 4-00 10 4
15 ВВП 1,49 2-00 32 24
30 ВВП 1,33 1-30 16 14
50 ВВП 1,17 1-15 10 8
15 ВПП 1,46 2-30 48 32
30 ВПП 1,24 2-00 16 12
50 ВПП 1,14 1-30 6 4
Это обеспечивает «сохраняемость» стены во время ожидания схватывания и набора прочности кладки. При расстилании растворов на основании из газобетона средней плотностью 700 кг/см3 время их рабочего состояния и реологические характеристики увеличиваются. Характер зависимостей остался прежним. Это связано с повышением плотности основания и уменьшением его водопоглощения. В работе приведены реологические зависимости для кладочных растворов с ПСМС, ВПП и ВВП разных составов (рис. 1).
Установлено, что прочность сцепления зависела от прочностных показателей подложки и затвердевшего кладочного раствора. Для кладочных растворов с ПСМС и ПСМС+СП прочность сцепления с газобетоном была ограничена прочностью ячеистого бетона. Однако, с керамическим кирпичом она резко возросла и достигла 3 и более МПа для камня с 10 % ПСМС. Прочность сцепления у камня с микросферами более чем в 20 раз превышает такие значения у затвердевшего раствора с перлитом и вермикулитом за счет значительно более низкого В/Ц раствора и более плотной структуры камня (табл. 4). В результате исследований было выяснено, что кладочные растворы с микросферами имеют водоудерживающую способность более 90 %, т.е. потери влаги из раствора не превышают 10 %. Это происходит благодаря поверхностной активности микросфер по отношению к воде затворения.
-3
Рис. 1. Пластическая прочность составов: ПЦ+50 ВВП; ПЦ+50 ВПП; ПЦ +10 ПСМС+ Б10 со средней плотностью: 1,17; 1,14 и 1,18 г/см3 соответственно
При кладке мелкоштучных блоков такая водоудерживающая способность полностью обеспечивает качественные условия производства работ и набора прочности стены. Для кладочных растворов с ВВП и ВПП водоудерживающая способность не превышает 87 % и даже равна 51,3 %., что приведет к расслоению раствора, и не обеспечит достаточную его прочность после твердения.
В ходе исследования установлено, что кладочный раствор с полыми стеклянными микросферами и суперпластификатором имеет однородность по средней плотности.
Анализ работоспособности кладочного раствора в течение 4 часов после приготовления позволяет сделать вывод о том, что раствор с поризованными заполнителями
- ВВП, ВПП имеет водоотделение и, соответственно, расслаивается по высоте. При средней плотности 1,14.1,17 г/см3 происходит водоотделение более 4 % по массе. У кладочных растворов с полыми стеклянными микросферами водоотделения нет и изменения по средней плотности раствора по высоте. Кладочные растворы с полыми микросферами являются стабильным, однородным по средней плотности материалом.
Обобщая вышеизложенное, можно сделать некоторые выводы. При помощи эффективного наполнителя (ПСМС) был получен цементный кладочный раствор плотностью в сухом состоянии 400 кг/м3 при прочности шва на сжатие 3,2 МПа, в результате чего коэффициент термической однородности конструкции максимально приближается к своему оптимальному значению (близок к 1). Значительно снижена усадка такого раствора за счёт снижения водоцементного отношения по сравнению с традиционными облегчающими наполнителями более чем в 2 раза. Экономический эффект применения разработанного материала можно оценить по снижению материалоёмкости, трудозатрат на устройство ограждающей конструкции и снижению затрат на отопление здания.
На основании проведённых исследований были разработаны и утверждены нормативные документы: «Технологический регламент на приготовление и применение сверхлегкого кладочного раствора», также «Сверхлегкий кладочный раствор ТУ 4140073-02066524-2005. Технические условия».
Т а б л и ц а 4
Прочность сцепления затвердевшего кладочного раствора с основанием в возрасте 28 суток. Водоудерживающая способность раствора
Состав, масс. % Средняя плотность в сухом состоянии, г/см3 Водоудер-живающая способность, % Прочность сцепления при срезе, МПа, с
газобетоном с D500 газобетоном с D700 керамическим кирпичом
100Ц+50 ВПП 0,55 51,3 0,048 0,049 0,05
100Ц+50 ВВП 0,6 56,6 0,05 0,052 0,058
100Ц+10 ПСМС 1,06 95,1 0,064 0,65 3,0
100Ц+30 ПСМС 0,57 93,2 0,062 0,63 1,18
100Ц+50 ПСМС 0,425 90,2 0,06 0,61 0,72
100Ц+10ПСМС+СП 1,1 97,4 0,066 0, 7 3,25
100Ц+30ПСМС+СП 0,52 95,2 0,064 0, 67 1,83
100Ц+50ПСМС+СП 0,403 92,6 0,062 0,62 1,11
Литература
1. Аль Зуби Мазен Сайд. Пенополистиролбетон для монолитных слоистых изделий. Дисс. на соиск. уч. степени кандидата техн. наук. - М.: МГСУ, 1994.
2. Бондаренко В. М., Ляхович В. С., и др. О нормативных требованиях к тепловой защите зданий // Строительные материалы, 2001. - № 12. - С. 14-16.
3. ГОСТ 310.4-81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. - М.: Издательство стандартов, 1983.
4. Долев А.А. Эффективные клеевые композиции для омоноличивания стеновых блоков. Дисс. на соиск. уч. степени кандидата техн. наук. - М.: МГСУ, 2003.
5. Кириллов К.И. Сверхлегкие цементные кладочные и тампонажные растворы. Дисс. на соиск. уч. степени кандидата техн. наук. - М.: МГСУ, 2006.
6. Козлов В.В. Сухие строительные смеси. М.: АСВ, 2000.
7. Орешкин Д.В. Разработка облегченных и сверхлегких тампонажных материалов с полыми стеклянными микросферами для цементирования нефтяных и газовых скважин. Дисс. на соиск. ученой степ. докт. техн. наук. - Ухта.: УГТУ, 2004. - 360 с.
8. Первушин Г.Н., Орешкин Д.В. Проблемы трещиностойкости облегчённых цементных материалов. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2003. - 212 с.
9. Попов К.Н. Каддо М.Б., Кульков О.В. Оценка качества строительных материалов: Учебное пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2004. - 287 с.
10. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. - М.: Госстрой России, 2004.
11. ТУ 4140-073-02066524-2005. Сверхлегкий кладочный раствор. Технические условия. -М., 2005.
НОВОЕ ПОКОЛЕНИЕ ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПОКРЫТИЙ: ПЕНЕТРИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ НА МИНЕРАЛЬНОЙ ОСНОВЕ
Ляпидевская О.Б., Безуглова Е.А.
Московский Государственный Строительный Университет
На протяжении многих столетий мировая экономика стремится к максимальному результату при минимальном вложении средств. Одной из наиболее важнейших отраслей экономики на протяжении веков являлось и остается в настоящий момент строительство - одно из наиболее энерго- и материалоемких направлений. Последние десятилетия в развитых странах наблюдается тенденция к снижению инвестиций в эксплуатационные затраты, которые в настоящее время находятся в соотношении 1:1 с инвестициями в строительство.
Особенно остро этот вопрос стоит для подземных и заглубленных сооружений, которые испытывают на себе воздействие постоянно меняющегося уровня подземных вод, водяного пара, мороза, солей-антиобледенителей, вод, насыщенных в условиях городской среды двуокисью углерода и другими агрессивными веществами. По результатам многолетних наблюдений, практически все сооружения выходят из строя значительно раньше срока, запланированного проектом, что приводит к огромным затратам на ремонт сооружения, который не всегда оказывается эффективным. В 95 % случаев причиной аварийной ситуации служит отказ работы гидроизоляционной системы.
Снизить расходы на ремонт сооружений можно, повысив качество проектирования и строительства, разработав и используя правильную стратегию эксплуатации. Но в любом случае защита сооружений от негативного воздействия окружающей среды должна иметь первостепенное значение.
Первичная защита сооружения заключается в выборе оптимального конструктивного решения, подборе специального состава бетона, устойчивого к воздействиям агрессивной среды; вторичная защита- это комплекс мероприятий, который предусматривает устройство гидроизоляционных покрытий, теплоизоляции, пароизоляции, дренажной системы, вентиляции. [1]
Рассмотрим одно из основных составляющих защитной системы- гидроизоляционное покрытие. При выборе материала для гидроизоляционного покрытия следует учитывать следующие факторы:
