Технология возведения кирпичных стен 20-этажного жилого дома в зимних условиях с применением комплексных химических добавок и локального обогрева Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Материалы и конструкции

------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Научно-технический и производственный журнал

УДК 692.2

В.В. БАБКОВ, д-р техн. наук, И.В. ФЕДОРЦЕВ, Е.А. СУЛТАНОВА, A.A. СЕМЕНОВ, кандидаты техн. наук, ФГОУВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет;

В.С. РАЗУМОВ, директор, ОАО «Белит КПД» (Уфа)

Технология возведения кирпичных стен 20-этажного жилого дома в зимних условиях с применением комплексных химических добавок

и локального обогрева

Предложен новый способ возведения кирпичных стен многоэтажного жилого здания в зимних условиях. Он включает каменно-монтажные работы, поэтажную кладку каменных конструкций с использованием проти-воморозных химических добавок. Здание делится на технологические блоки по 4-5 этажей, при этом ведется параллельный строительный поток с отставанием от каменно-монтажных работ на один этаж, включающий монтаж стационарной системы отопления возводимого блока этажей, герметизацию помещений при установке проектных оконных и дверных блоков в соответствующие проемы стен здания и подготовку поверхности стен к началу штукатурного цикла.

Ключевые слова: технологии возведения, зимние условия, кирпичная кладка, химические добавки

Традиционная технология производства каменных работ в зимних условиях, регламентируемая СНиП 2-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции», предусматривает возведение здания на растворах с химическими добавками высотой до пяти этажей. Такие жесткие ограничения по темпу и высоте строящегося здания при отрицательной температуре обусловлены существенной разницей в динамике работ кладочного технологического цикла и процесса набора прочности растворного шва (скорость кладочного цикла одного этажа многоэтажного здания равна 7-10 дней, тогда как требуемая прочность растворной постели на химических добавках этого же этажа достигается за 50-90 дней).

Для исключения ожидания во времени требуемой прочности кладки предыдущих этажей и, как следствие, технологического простоя трудового ресурса предложен метод, по которому каменная кладка стен и перегородок здания выполняется не только с использованием эффективных современных химических противомороз-ных добавок, но, главное, с последующей термообработ-

кой растворного шва с помощью стационарной системы отопления здания, монтируемой параллельно с процессом каменной кладки этажей. Это позволяет за счет регулирования температуры теплоносителя в системе отопления поддерживать требуемую прочность возведенных нижележащих каменных конструкций.

Здание делится на блоки по 4-5 этажей. Эти блоки подвергающийся термообработке. Время, затрачиваемое на исполнение монтажа 1-го блока дома (в среднем 40 дней), обеспечивает упрочнение раствора в наружных условиях с противоморозными добавками до 25-30% от марочной прочности, что как раз позволяет выдерживать нагрузку от 4-5 этажей.

Теплоизоляция блока каменной кладки обеспечивается заделкой проемов проектными оконными и дверными пакетами и омоноличиванием швов между плитами перекрытия бетонными смесями на тех же противоморозных добавках, что соответствует темпу каменных работ, который согласуется с прочностью растворной постели кладки нижележащего яруса блока.

ие -wc uw

Eftec SÄ ШШШ

Рис. 1. Хранение образцов раствора: а — в наружных (холодных) условиях; б — в утепленном объеме с контролем влажности и температуры

Научно-технический и производственный журнал

Л

Материалы и конструкции

^ - показания склерометра q -бездобавки

ф - с добавкой Лшпопан ЛБ-4У ^ - с добавкой Криопласт СП 25-2 щ - с добавкой NORD

Проектная марка раствора с 1 по б этажи включительно - М200; с 7 по 9 этажи - М150

6 этаж (+Лигнопан ЛБ-4У+Криопласт СП 25-2)

7 этаж (+Криопласт СП 25-2+NORD)

8 этаж (+NORD)

9 этаж (+NORD)

Рис. 2, а. Календарный график исполнения кладочных работ; возраст кладочного раствора; данные аналитического расчета прочности раствора и испытаний образцов, хранившихся в наружных условиях (черные точки) и в обогреваемых объемах (красные точки). Период с 10.10.2010 г. по 30.03.2011 г.

°. te s î p.

*? S Í S «gil

I

Ведение кладки без температурного прогрева.

блок (6-Í

X - показания склерометра О -бездобавки

Ф - с добавкой Лигнопан ЛБ-4У д - с добавкой Криопласт СП 25-2 ■ - с добавкой NORD

Проектная марка раствора с 1 по 6 этажи включительно - М200; с 7 по 9 этажи - М150

6 этаж (+Лигнопан ЛБ-4У+Криопласт СП 25-2)

7 этаж (+Криопласт СП 25-2+NORD)

8 этаж (+NORD)

9 этаж (+NORD)

Рис. 2, б. Календарный график исполнения кладочных работ; возраст кладочного раствора; данные аналитического расчета прочности раствора и испытаний образцов, хранившихся в наружных условиях (черные точки) и в обогреваемых объемах (красные точки). Период с 30.11.2010г. по 30.03.2011 г.

Материалы и конструкции

Ц M .1

Научно-технический и производственный журнал

&

i £

X - показания склерометра О -бездобавки

• - с добавкой Лигнопан ЛБ-4У ▲ - с добавкой Криопласт СП 25-2 ■ - с добавкой NORD

Проектная марка раствора с 1 по б этажи включительно - М200; с 7 по 13 этажи - М150

10 этаж (+NORD)

11 этаж (+NORD)

12 этаж (+NORD)

13 этаж (+NORD)

Рис. 2, в. Календарный график исполнения кладочных работ; возраст кладочного раствора; данные аналитического расчета прочности раствора и испытаний образцов, хранившихся в наружных условиях (черные точки) и в обогреваемых объемах (красные точки). Период с 30.12.2010г. по 30.04.2011 г.

i N

\jMf \/\\

1 Подача тепла выше 14-го этажа была ис-

ключена в связи с ожиданием теплого

- периода в марте-апреле.

Проектная прочность

Ведение кладки без температурного \ раствора /¿¡^

прогрева.

~ 16 этаж 1 15 этаж / / \ 18 этаж

: 14 этаж у/ / / 17 этаж У \ технический этаж

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

у - показания склерометра

q - без добавки

0 - с добавкой Лигнопан ЛБ-4У

^ - с добавкой Криопласт СП 25-2

в - с добавкой NORD

Проектная марка раствора с 1 по 6 этажи включительно - М200; с 7 по 16 этажи - М150

Рисунок 2г - Продолжение графика. Период с 10.02 по 20.05.2011

Рис. 2, г. Календарный график исполнения кладочных работ; возраст кладочного раствора; данные аналитического расчета прочности раствора и испытаний образцов, хранившихся в наружных условиях (черные точки) и в обогреваемых объемах (красные точки). Период с 10.02 по 20.05.2011 г.

4

12'2012

Научно-технический и производственный журнал

Л

Материалы и конструкции

Рис. 3. Методика тестирования образцов на высолообразование

Контроль прочности кладочного раствора осуществлялся забором раствора из миксера в многоместные кассеты для изготовления образцов-кубиков. После суточной выдержки кассеты распалубливались и образцы помещались на хранение в наружных условиях (в неотапливаемом специальном помещении) и набирали прочность малыми темпами за счет противоморозных добавок (рис 1, а).

По мере укупорки и подключения очередных блоков к отоплению часть образцов вводилась в теплую зону и продолжала набирать прочность в ускоренном режиме. В этих блоках замерялась температура и влажность (рис 1, б).

Параллельно рассчитывалась кинетика упрочнения раствора по номограммам нарастания прочности в зависимости от температурных условий.

Данные контроля прочности кладочных растворов несколькими методами - испытания образцов растворов на сжатие, склерометрия на фоне расчетных номограмм, представлены на рис. 2, а-г.

Данные охватывают период возведения 20-этажного дома с 10.10.2010 г. по 30.04.2011 г.

Была опробована серия современных комплексных добавок - Лигнопан ЛБ-4У, Криопласт СП 25-2, NORD-Полипласт, обеспечивающих несмерзаемость и упрочнение раствора при температуре до -25°С.

На рис. 2 представлены также данные по температуре наружного воздуха за весь период строительства объекта (10.10.2010 г. - 30.04.2011 г.), а также данные контроля температуры в обогреваемых объемах, составлявшей 8-15°С.

Швы по всем этажам были оттестированы на стадии завершения строительства склерометрическим методом.

Анализ данных показывает, что противоморозные добавки Лигнопан ЛБ-4У и NORD-Полипласт, обеспечивают умеренное упрочнение раствора на цементной основе темпами около 25-30% от марочной прочности за 40 дней твердения в наружных условиях при температуре в этих условиях от - 5°С до -25°С (кратковременно -30°С).

Рис. 4. Высолообразование на образцах раствора с противомороз- Рис. 5. Отсутствие следов высолообразования на образцах рас-ной добавкой Лигнопан ЛБ-4У твора с противоморозной добавкой Актипласт ПМк

Рис. 6. Отсутствие следов высолообразования на образцах раствора с противоморозной добавкой NORD-Полипласт

Интервал 40 дней соответствует времени, затрачиваемому по данному объекту в среднем на исполнение монтажа четырех этажей дома. Нагрузка от 4-5 этажей, включающая вес кладки и плит перекрытий, балансируется с прочностью раствора «1/4-1/3 проектной марки (50-80 кгс/см2) и несущей способностью кладки в целом.

Последующая подготовка блока дома в 4-5 этажей и подача тепла в этом объем реализует ускоренное упрочнение раствора с выходом на уровень прочности до 70-100% от проектной, что практически полностью снимает вопрос о возможности монтажа последующего этажей дома в 4-5 этажей по критерию безаварийности.

Такой подход оправдал себя и был подтвержден на стадиях принятия решений по возможности последующего монтажа стен и перекрытий после ввода тепла в первый утепленный блок (1-5-й этажи) 16.12.2010 г., во второй утепленный блок (6-9-й этажи) 28.01.2011 г., в третий утепленный блок 3.03.2011 г.

После завершения монтажа всего дома был проведен осмотр внутренних штукатурок на наличие трещин. Трещи-нообразование зафиксировано не было, что позволяет говорить о возможности параллельного ведения в рамках предлагаемой технологии отделочных работ.

На основе данных рис. 2 можно сделать заключение о полном соответствии на 20.05.2011 г. прочности кладочных растворов проектной марке раствора по всем этажам.

Кладочные растворы с противоморозными добавками испытывались на высолообразование по методике авторов (рис. 3). Исследование показало, что добавка Лиг-нопан ЛБ-4У при ее высокой эффективности по набору прочности в условиях отрицательной температуры проявляет высокую степень высолообразования (рис. 4). По этому критерию данная добавка не может быть рекомендована в наружных стенах зданий на основе штучных стеновых материалов. Добавки Актипласт ПМк и NORD-Полипласт являются пригодными (высолы отсутствуют), что было подтверждено в лабораторных условиях (рис. 5, 6). По наблюдениям в марте 2011 г. на этажах до 7-го включительно на натурном объекте, где использовал-

Научно-технический и производственный журнал

Рис. 7. Высолообразование по фасаду дома на 27.03.2011 г.

ся Лигнопан ЛБ-4У проступили высолы на фасадах; на этажах 8-м-19-м, где была использована комплексная добавка NORD-Полипласт, высолов практически не наблюдалось (рис. 7).

Таким образом, принятая технология обеспечила реализацию возведения высотного здания в непрерывном режиме за период с 10.10.2010 г. по апрель 2011 г. с динамикой набора прочности кладочным раствором, согласующейся с ростом нагрузки на стены по ходу монтажа. Комплексный контроль прочности кладочного раствора, реализованный в зимних условиях, обеспечил безопасную технологию возведения здания.

Данная технология обеспечивает непрерывность и поточность производства каменных работ без существенных технологических простоев и ожиданий, обусловленных при традиционной технологии зимней кладки недостаточной динамикой нарастания прочности растворов с химическими добавками.

Технология рекомендуется для последующего применения в практике строительства в условиях Республики Башкортостан многоэтажных жилых домов на основе кирпичной кладки в зимних условиях. Реализованная на примере 20-этажного дома, технология снимает в значительной степени, ограничения главы 7 СНиП 2-22-81 как по возможности ведения кладочных работ способом замораживания без использования противоморозных добавок, так и с применением противоморозных добавок.

6

122012