архитектура и строительство

Стены

Стены|Пористые бетонные формы (aerated concrete forms) - материалы для сооружения стен и перекрытий, известные во всем мире уже несколько десятилетий, все еще ждут свой "звездный час". Они применяются везде, где применение тяжеловесных материалов неоправданно с точки зрения инженерных расчетов, а при равных прочих условиях экономически не целесообразно. Можно только надеяться, что эти два основных критерия эффективности применения строительных технологий и материалов займут когда-то почетное место в российской экономике.

В последней декаде прошлого века применению пористых (ячеистых) бетонных форм (ПБФ) был дан новый импульс. Скорость и энергосбережение во всех формах стали путеводными звездами в развитии технологии домостроения и строительной индустрии в целом. Росту интереса к ряду новых, а по сути хорошо забытых старых технологий содействовал растущий дефицит квалифицированных рабочих традиционных строительных профессий, учет экологических факторов, изменения в потребительских предпочтениях. В изданном недавно альбоме чертежей Block Shapes & Sizes Manual приведены примеры более 2500 различных видов пористых бетонных форм, которые производятся в широком спектре цветов и текстур. Как уже подчеркивалось в статье "Системы несъемной полистирольной опалубки для монтажа монолитных зданий и сооружений" (см. ? 5""""""""""""""""2000 нашего журнала) существуют гибридные формы бетонных блоков, которые классифицируются по-разному. Одной из таких групп являются теплоизоляционные бетонные или композитные блоки.

Несмотря на мелкие различия в технологии изготовления, различные виды пористых бетонных форм имеют общие "родовые" признаки. Это процесс автоклава -выжига под давлением смеси извести, цементов, воды и неорганических наполнителей. Поэтому, довольно часто можно встретить в западной литературе определение "autoclaved aerated concrete". Изготовлению подлежат, как правило, все необходимые для возведения здания или сооружения блоки различных размеров, плиты перекрытия, перемычки окон и дверей. Там, где мы имеем дело с наличием строительной системы, количество элементов, из которых она состоит, может достигать нескольких десятков. Каждому - свое решение и никакого "тяп-ляп" по отношению к тому, что под рукой и при том еще плохо лежит.

Пористые бетоны, о которых здесь идет речь, известны в Европе уже более 50 лет, но только в последние годы также стали предметом пристального внимания североамериканских строителей. Росту заинтересованности способствовало открытие в США двумя немецкими фирмами заводов по их производству. Эта технология получила государственную поддержку и заняла место в списке наиболее прогрессивных и перспективных для реализации американской жилищной программы материалов и технологий. В 1914 году в Швеции во время проводимых исследований обнаружили, что смесь цемента, извести, воды и песка в присутствии алюминиевого порошка имеет свойство расширяться за счет образования бесконечного количества пузырьков водорода, замкнутых плотной оболочкой цементно-известковой смеси.

При чем объем смеси увеличивается примерно от трех до пяти раз. После придания смеси требуемой формы она выжигается в автоклаве под давлением при температуре 170-200?С. Полученные таким образом формы имеют сравнительно небольшой вес и хорошие теплоизоляционные, огнеупорные и акустические свойства. Коэффициент теплового сопротивления пористого бетона остается по отношению к обычному бетону как 12,5:1. Производители ПБФ разработали несколько десятков видов исходной смеси. В последнее время наибольшее внимание привлекает применение золы (flyash) в качестве вяжущего элемента и заполнителя. Используемая для этих целей зола остается после сжигания угольного порошка в ТЭЦ, доля которой в общем объеме бетонной массы может достигать 70 %.

Наиболее известными строительными системами на базе пористых бетонных форм являются YTONG, THERMALITE, Н+Н Celoon и HEBEL. Эти системы ПБФ применяются при сооружении всех типичных видов стен. Их отличительной чертой является более крупный размер элементов по сравнению с кирпичной кладкой. Процесс кладки ПБФ проходит значительно быстрее и меньшим количеством рабочих. А в сравнении с различного рода бетонными панелями достигается экономия за счет применения техники меньшей грузоподъемности или вообще без ее использования. Например, вместо применения стандартных в США бетонных панелей 200x400 мм (CMU - concrete masonry units или cement mortar unit), один рабочий может укладывать блоки ПБФ размером ЗООхбЮмм и больше. ПБФ можно резать, сверлить, шлифовать, забивать в них гвозди, применяя обычный инструмент. Высокое качество изготовления, в том числе малый диапазон отклонений размеров от нормативных, создают возможность применения при кладке технологии тонкослойного раствора. Заслуживают также внимания пористые "бетоны", в которых вместо обычного цемента применяется материал, называемый TOBERMORITE.

YTONG является первым известным видом современных пористых бетонов. Изобретенный шведским архитектором Йоганом Эрикссоном (Johan Axel Eriksson), в 1924 году получил патентное свидетельство. Название бетона является сочетанием названия деревни Yxhult, где был найден кварцевой песок, необходимый для его производства, и шведского названия бетона "belong". Но только в Германии стало возможным промышленное развитие технологии.

Сегодня система применяется в 70 странах мира, а производственные предприятия крупных размеров работают в 15 странах, В конце девяностых годов по этой технологии работало более 200 производственных предприятий в 30 странах мира. В Германии после того как в 1992 году было введено производство крупнопанельных армированных элементов системы YTONG GROSSBLOCK, на базе блоков и панелей YTONG разработана концепция панельно-модульной технологии возведения домов (например, фирмой Modulhaus Voelter). Наряду с разработанной в 1982 году системой YTONG THERMOPANZER, эта система как бы дополняет известные системы, использующие несъемную полистирольную опалубку - ISORAST и PLASTBAU На рынке Великобритании развились собственные системы производства пористых бетонов, из которых наиболее известными являются Thermalite и Н+Н Celoon.

Первая состоит из фундаментных блоков Trenchblock, стеновых блоков Coursing Bricks, Hi-Strength 7 Coursing Bricks, Turbo, Shield 2000, Smooth Face, блоков перекрытия Floorblock Floor Enblock, Coursing Slips и блоков для стен-перегородок Party Wall 650/880. Стандартный размер лицевой стороны стеновых и фундаментных блоков равен 440x215 мм или 440x140 мм. Удельный вес (плотность) блоков составляет 480, 550, 650, 760 кг/м\ В зависимости от размеров и плотности вес отдельного блока составляет от 4 до 23 кг. Аналогичную линейку продуктов предлагает производитель системы Н+Н Celoon. Примером еще одного английского изобретения являются высокоспециализированные блоки Roofblock, используемые в конструкции крыш. Они призваны заменить дерево в тех местах стыка стен и крыши, которые наиболее уязвимы для атмосферных осадков и конденсации водяных паров.

Благодаря своим свойствам, эти системы соответствуют наметившейся в последнее время тенденции перехода к тонкослойным растворам и безрастворным технологиям кладки. Примером последних является система пористых бетон ных блоков VOBB Blocks. Она была разработана с мыслю прежде всего о тех, кто строит самостоятельно, при этом не владея навыками каменщика. Специальные пластмассовые клипсы помогают удержать воздвигаемую стену, пока не будет размещена арматура. Из-за возможности использовать даже самых низкоквалифицированных рабочих затраты на рабочую силу по сравнению с работой каменщиков остаются в пропорции 1:15.

Интенсивно развиваемым направлением является также технология производства и применения легких бетонов путем придания традиционно изготавливаемым бетонам пористости и применения легких видов заполнителей (lightweight aggregates), при одновременном сохранении основного показателя качества бетона - его прочности на сжатие. Пористость бетонам в этих технологиях придают путем применения специальных видов цемента (air-entraining cement) или специальных добавок (air-entraining admixtures). Эти технологии (и связанное с ними применение золы для изготовления бетонов с особыми свойствами) имеют колоссальное значение для развития монолитного домостроения с применением несъемной полистирольной опалубки, о чем мы писали в ? 5""""""""""""""""2000. В применении этих технологий домостроения низкое качество бетонной смеси может свести на нет все их преимущества.

Параллельно с разработками, направленными на повышение качества бетона, весьма перспективными являются разработки в области термоаккумуляционных материалов и построения из них так называемых стен типа Trombe Wall (thermal storagewall), сочетающих в себе оптимальный баланс теплоизоляционных качеств материала и его термической массы. Широкое применение плит OSB и теплоизоляции наружной стороны стен зданий вызвало необходимость разработки материалов для их облицовки там, где такие требования составляют условие коммерческого успеха архитектурного проекта. Одной из таких систем является система Novabrik, которая состоит из основного блока Novabrik и трех угловых элементов.

В отличие от различных видов штукатурки (stucco) ее монтаж напоминает монтаж более дорогих и в жилищном малоэтажном домостроении редко встречающихся навесных стен {curtain wall). Блоки Novabrik не требуют при монтаже применения раствора и крепятся с помощью специальных дюбелей длиной 64 мм. Кроме эстетических функций, блоки Novabrik выполняют прежде всего функцию защитного слоя от атмосферных осадков (rainscreen), как сайдинг и другие виды финишной отделки наружных стен. Наиболее широкое применение блоки Novabrik нашли при финишной отделке наружных стен мануфактурных и модульных домов. При размерах 203x76x65 мм блок весит 2,0 кг. Один кубический метр весит 1922 кг. Для отделки одного квадратного метра стены нужно 65 блоков. Почти всеобщее сегодня применение в строительстве многослойных стен с использованием материалов с разными тепловыми характеристиками вызывает немало проблем, связанных с конденсацией паров воды и ее скоплением внутри этих стен. Это особенно касается различных типов стен с воздушной прослойкой (cavity wall) и стен, возведенных из пустотелых блоков.

Интенсивные работы в области дренажа наружных стен привели к появлению нескольких систем, которые на практике подтвердили свою высокую действенность. Одной из них является система MTI, состоящая из системы отвода конденсата (weep systems) и устройств регуляции влажности (moisture control devices). В течение пятнадцати лет было сооружено более 3 миллионов таких систем, при этом не получено ни одной рекламации по вопросу качества. Отличием системы MTI от других аналогов является то, что только в ней предусмотрена система отвода в нулевой точке стены, то есть на уровне пола. Система состоит из вентиляционных матов (Core/Cavity Vent, Vent Mat, Cavity Vent, Control Cavity, Trash Mortar Diverter) и дренажной системы (Floor Edging, Mortar Belt, Tuckpoint Retrifit Weeps).

Наиболее новаторским и уникальным решением является Trash Mortar Diverter, специальный мат для перехвата и плотного закрытия (ecapsulation) раствора, попадающего во время кладки в свободное пространство стен с воздушной прослойкой и отвода из него воды, что не дает воде мигрировать обратно в сторону облицовочного кирпича или наружной части несущей стены. В противном случае остающиеся куски раствора образуют так называемые мостики холода, что приводит к неравномерным сдвигам точки росы и нагрузок, появлению высолов, трещин, выцветов, обломков штукатурки.

Технологически отличную концепцию дренажа наружных стен разработала известная американская фирма Advanced Building Products. В ней упор сделан на применение различного рода средств водоотвода (flashing) в виде медно-тканевых матов. Доступны следующие их виды: СорR-Cote, Cop-R-Kraft (в вариантах Duplex, Duplex+Lead, Lead) и Copper Fabric Flashing. Отличительной чертой последней является то, что вместо хлопчатобумажной основы используется стекловолокнистая ткань. Маты применяются как для отвода воды в кирпичных или блочных стенах, так и в деревянных (бревенчатых, щитовых). Вторую группу образуют собственно дренажные устройства - Blok-Flash CMU Flashing Systems (MortarMaze, Mortar Break, Mortar Catch, Blok-Flash, Mortar Maze Weep Vents, Termination Bar&Drip Edge). Третью группу образуют водонепроницаемые мембраны.

Некоторые проблемы, возникающие при применении водоотводного устройства сквозь стену (напролет), призваны решить специальные блоки из легкого бетона Flowblox. Благодаря своей конструкции, они направляют накапливающуюся воду к водоотводному мату. Следует подчеркнуть, что как в первом, так и во втором случаях мы имеем дело с определенной системой. Недостаточно применить один или два изделия, чтобы добиться результата. Конечно, можно ограничиться сложенным вдвое муромским рубероидом и куском оцинкованной жестянки. Но хватит ли этого "на века"?

В России легкие бетонные формы пользуются кое-каким успехом. Правда, предложений немного, да и по качеству и системности они далеко уступают даже довольно простым западным системам. Довольно популярен у нас - пенобетон. Это материал с хорошими характеристиками, но в то же время его высокая цена (даже несколько выше, чем стоимость глиняного кирпича) порой лишает логики целесообразность его применения. Используются также керамзитобетонные блоки. Исходным материалом для таких блоков служит керамзит (вспененная и обожженная глина) и цемент.

Блоки имеют хорошие характеристики по прочности. Характеристики по теплопроводности лучше, чем у глиняного кирпича, и стоимость также несколько меньше. Кажется, что это очень неплохой материал, незаслуженно не пользующийся у нас популярностью. Каждое улучшение тепловых характеристик материала наружных стен влияет на их необходимую толщину. Можно также найти много примеров изобретательской деятельности. Вот один из них. Разработан новый строительный материал "Силбет", который не содержит цемент. "Силбет" - это искусственный камень из вяжущего, например, извести и песка, заполнителя, воды. Он твердеет в автоклаве в атмосфере насыщенного пара при высоких температурах и соответствующих давлениях. В качестве сырья могут применяться шлаки, золы и другие материалы.

"Силбет" характеризуется более высокой стойкостью, чем цементный бетон, при воздействии на него таких агрессивных сред, как растворы сульфатов, едких щелочей, углекислоты, мягкой воды и т.д. "Силбет" по сравнению с цементным бетоном имеет большие преимущества: не нужно цемента; меньше расход вяжущего (вместо 350 кг цемента требуется только 160 кг извести на 1 куб. м бетона); отсутствие крупного фракционированного заполнителя; снижение затрат на транспортные расходы за счет использования местного сырья и меньшего расхода извести. Изделия из такого силикатного бетона используются в качестве несущих конструкций в жилищном, гражданском и промышленном строительстве. Плотный силикатный бетон наиболее целесообразно применять в производстве крупноразмерных изделий: панелей внутренних стен, перекрытий, дорожных плит.

Вторым стеновым материалом, который будет по всей видимости и впредь наиболее серьезным конкурентом минеральных стеновых материалов, являются всевозможные виды так называемых сандвич-панелей, из которых предпочтение в жилищном строительстве отдается Конструкционным теплоизоляционным панелям - КТП {Structural Insulating Panel - SIP). Их разработка дала новый импульс мануфактурному, модульному и каркасному строительству во многих странах, но наиболее широкое применение находит в Канаде и США. Применение в России аналогичных по своей конструкции панелей вызывает горячие споры. Вот, например, мнение знатока в области каркасного строительства, называемого в России часто "канадской технологией": "Как ни странно, но по запасу прочности наши люди строят свои дома, как будто мы живем не в России, а в Японии с их высокой сейсмической активностью, по тепловым же характеристикам, как будто они живут в солнечной Калифорнии. Для того, чтобы кирпичная стена соответствовала необходимым теплозащитным нормам, ее толщина должна быть 1 м 20 см. Данные нормы введены в нашей стране достаточно недавно, когда мы начали считать деньги, которые мы расходуем на обогрев нашего жилища. В течение же 70 лет мы исправно отапливали окружающую среду, выбрасывая на воздух миллионы долларов". Следует в очередной раз подчеркнуть, что сегодня многие западные строительные технологии классифицируются как высокие (Hi-Tech). Так же, как и в случае компьютера надо четко соблюдать все условия его эксплуатации, ибо он безнадежно "зависнет", так и в случае строительных технологий -малейший отход от проектной документации чреват тем, что дом не то что "зависнет", а просто-напросто рухнет. Поэтому, все проявления привычного в России отношения к делу приносят немало вреда попыткам внедрения наиболее прогрессивных технологий.

Во многих случаях попытки строительства по "канадской технологии" обернулись тем, что стоимость квадратного метра такого дома переваливала за две тысячи долларов. Объяснялось это тем, что в Россию везли далеко не самые лучшие материалы для постройки канадских коттеджей, да и далеко не всегда соблюдалась технология сборки, что надолго затормозило в России развитие каркасного домостроения.

К сожалению, и сегодня на российском рынке большая часть строительных организаций предлагает канадские коттеджи сомнительного качества. Отход от четкого соблюдения строительной технологии сокращает и сроки эксплуатации дома в несколько раз. Так, например, относительно КТП основным вопросом является не то, из каких материалов они сделаны, а качество соединения теплоизоляционной плиты с внешней ее обшивкой (skin). Ведь они являются по определению несущими элементами строения.

Вопрос, что лучше: кирпич, легкий бетонный блок или панель еще не разрешен. Во всяком случае,"кирпичные монстры" ближнего Подмосковья, как их в свое время назвали американцы, большинство особняков, строительство которых начиналось в пик ажиотажного спроса, никогда не будут заселены. Речь идет о домах площадью более 200 ма, часто 2-3-этажных, предназначенных для круглогодичного проживания. Задумывались они с размахом. Среди них немало по-настоящему грандиозных объектов площадью до 1 тыс. м. Да и архитекторы намеревались удивить и заказчиков, и прохожих необычным видом зданий. Только в конце 1997 года в Подмосковье таких особняков насчитывалось почти 9 тыс. Однако заселена была только 1/10 их часть. Строительство остальных было заморожено из-за отсутствия денег. Жить негде, да памятники только и строим. Памятники русскому менталитету, что ли?

Автор: Збигнев Межва

Источник: Журнал "Профессиональное строительство", N2(12), март-апрель 2001 г.



Искать в интернете: Стены

Как выбрать квартиру посуточно в другом городеПосуточная аренда - невероятно удобная и выгодная форма размещения для...
Ремонт в квартире: шпонированные межкомнатные двери между комнатамиПрежде, чем делать ремонт в своей квартире, необходимо тщательно все...
Ремонт ванной комнаты в хрущевкеВсе хотят иметь уютный и комфортный интерьер в своем доме....
Дома в ХорватииПеречень анализируемых параметров жилой недвижимости в Хорватии зависит от того,...
Каменные материалы и горные породыГорные породы это природные агрегаты минералов, естественным образом образующие геологические...