Железобетонные панели

Железобетон - композиционный строительный материал, в котором  соединены в единое целое бетон и стальная арматура. Основным недостатком бетона является его низкая прочность на растяжение. Поэтому арматуру (стальные стержни) располагают в бетоне так, чтобы растягивающие усилия воспринимались арматурой, а сжимающие усилия передавались на бетон. Совместная работа бетона и арматуры обеспечивается хорошим сцеплением между ними и близостью коэффициентов линейного расширения.

 

Железобетонные панели могут  быть как полносборными конструкциями (соединение слоев происходит в процессе изготовления на заводе, а монтаж панели на стройплощадке производится как  готового стенового элемента) , так и сборными - монтаж осуществляется установкой каждого слоя отдельно .

 

Особенностями конструкций  трехслойных железобетонных панелей  заводского изготовления являются:

 

экономичность с точки  зрения скорости возведения здания, затрат на монтаж;

меньшая зависимость строительных работ от погодных условий при  соблюдении принципа непроникновения влаги в изоляционные конструкции;

жесткая теплоизоляция, воспринимающая силы растяжения и среза, перераспределяет нагрузки между бетонными слоями, вследствие чего значительно возрастает несущая способность панели.

 

Необходимо также отметить еще одну особенность современных  железобетонных панелей, касающуюся технологии производства. Это современные опалубки (мобильно изменяемые), позволяющие  изготавливать панели необходимых  размеров и конфигураций под каждый конкретный проект. Благодаря этому  архитектор, используя индустриальные панели, может создавать запоминающийся уникальный образ каждого здания.

 

Полносборные ж/б панели могут быть несущими, самонесущими и навесными (ненесущими). В жилых зданиях большей частью применяются несущие стеновые панели, на внутренний слой которых опираются плиты перекрытия. В административных зданиях обычно используется следующие решение наружных стен: навесные панели и несущий каркас.

 

При выборе конструкции необходимо обратить внимание на такие детали, как внешний вид, функциональность, требования к прочности, послемонтажный уход, легкость монтажа и экономические  показатели.

 

Неправильный выбор материала  и конструкции может привести к значительным расходам при эксплуатации и уходе за фасадами. Также одним  из важнейших критериев при проектировании бетонных фасадов является их сохранность.

 

2.1.1. Панели подразделяют на следующие  типы:

для надземных  этажей:

1НС - цельные  однослойные,

2НС - цельные  двухслойные,

3НС -цельные трехслойные,

4НС - составные  однослойные,

5НС - составные  двухслойные,

6НС - составные  трехслойные;

для цокольного этажа или технического подполья:

1НЦ -цельные однослойные,

2НЦ - цельные  двухслойные,

3НЦ - цельные  трехслойные,

5НЦ - составные  двухслойные,

6НЦ - составные  трехслойные;

для чердака:

1НЧ - цельные  однослойные,

2НЧ - цельные  двухслойные,

3НЧ - цельные  трехслойные,

4НЧ - составные  однослойные,

5НЧ - составные  двухслойные,

6НЧ - составные трехслойные.

 

 

Табл.1 Основные размеры панелей.

 

┌─────────────┬────────────┬────────────┬──────────────┬────────────────┐

│Вид  разрезки│Вид панели  │Наименование│Кратность     │Координационные │

│стены      на│            │размера     │координацион- │размеры, мм     │

│панели       │            │панели      │ного   размера│                │

│             │            │            │модулю  (М=100│                │

│             │            │            │мм)           │                │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│Однорядная   │-           │Длина       │15М           │1500,      3000,│

│             │            │            │              │4500, 6000, 7500│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │            │12М           │1200,      2400,│

│             │            │            │              │3600,      4800,│

│             │            │            │              │6000, 7200      │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │            │6М            │1200,      1800,│

│             │            │            │              │2400,      3000,│

│             │            │            │              │3600,      4200,│

│             │            │            │              │4800,      5400,│

│             │            │            │              │6000, 6600, 7200│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │Высота      │6М, 3М, М     │2800,      3000,│

│             │            │            │              │3300, 3600, 4200│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│Горизонталь- │Полосовая   │Длина       │15М           │3000,      4500,│

│ная полосовая│            │            │              │6000,      7500,│

│             │            │            │              │9000, 12000     │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │            │6М            │3000,      3600,│

│             │            │            │              │4200,      4800,│

│             │            │            │              │5400,      6000,│

│             │            │            │              │6600, 7200      │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │Высота      │3М, М         │600, 900,  1200,│

│             │            │            │              │1300,      1500,│

│             │            │            │              │1800, 2100, 3000│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │Простеночная│Длина       │3М            │300, 600,  1200,│

│             │            │            │              │1800            │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │            │3М, 3М/2      │300,  450,  600,│

│             │            │            │              │750, 1200, 1800 │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │Высота      │3М            │1200,      1500,│

│             │            │            │              │1800,      2100,│

│             │            │            │              │2400, 2700      │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│Вертикальная │Полосовая   │Длина       │3М, 3М/2      │600,  750,  900,│

│полосовая    │            │            │              │1200, 1500, 1800│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │Высота      │6М, 3М, М     │2800,      3000,│

│             │            │            │              │3300,      3600,│

│             │            │            │              │4200,      4800,│

│             │            │            │              │5400,      6000,│

│             │            │            │              │6600, 7200, 8400│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │Подоконная  │Длина       │6М            │1200, 1800, 2400│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │            │3М, 3М/2      │900, 1200, 1350,│

│             │            │            │              │1500,      1800,│

│             │            │            │              │2100, 2400, 2700│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │Высота      │6М, 3М, М     │600,  700,  900,│

│             │            │            │              │1200,      1300,│

│             │            │            │              │1500, 1800, 2100│

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│Однорядная  и│-           │Толщина     │М/2           │200,  250,  300,│

│полосовая    │            │            │              │350, 400        │

├─────────────┼────────────┼────────────┼──────────────┼────────────────┤

│             │            │            │М/4           │200,  225,  250,│

│             │            │            │              │275,  300,  325,│

│             │            │            │              │350, 375, 400   │

└─────────────┴────────────┴────────────┴──────────────┴────────────────┘

 

Таблица 3. Панелей надземных этажей и чердака видов, структур и классов или марок по прочности на сжатие

 

┌──────────┬────────────┬───────────┬────────────┬──────────┬───────────┐

│Тип панели│Основной    │Вид бетона │Структура   │Класс     │Марка      │

│по   числу│слой  панели│           │бетона      │бетона  по│бетона   по│

│основных  │или         │           │            │прочности │прочности  │

│слоев     │армированные│           │            │на сжатие │на сжатие  │

│          │бетонные    │           │            │          │           │

│          │связи       │           │            │          │           │

│          │трехслойной │           │            │          │           │

│          │панели      │           │            │          │           │

├──────────┼────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│Однослой- │Основной    │Легкий     │Плотная при  │В3,5;  В5;│М50;   М75;│

│ная       │слой        │бетон      │V_п <= 6%   │В7,5; В10;│М100; М150 │

│          │            │           │V_в <= 6%   │В12,5     │           │

│          │            │           ├────────────┼──────────┼───────────┤

│          │            │           │Плотная при │В3,5;  В5;│М50;   М75;│

│          │            │           │6% <= V_в <=│В7,5      │М100       │

│          │            │           │12%        и│          │           │

│          │            │           │поризованная│          │           │

│          │            ├───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│          │            │Автоклавный│Ячеистая    │В1,5;     │М25;   М35;│

│          │            │ячеистый   │            │В2,5;     │М50;   М75;│

│          │            │бетон      │            │В3,5;  В5;│М100       │

│          │            │           │            │В7,5      │           │

├──────────┼────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│Двухслой- │Несущий слой│Тяжелый    │            │В12,5    и│М150 и выше│

│ная       │            │бетон      │Плотная при  │выше      │           │

│сплошная  │            │           │V_п <= 3%   │          │           │

├──────────┤            ├───────────┤            ├──────────┼───────────┤

│          │            │Легкий     │            │В7,5     и│М100 и выше│

│          │            │бетон      │            │выше      │           │

│          ├────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│          │Теплоизоляци│Легкий     │Крупнопорис-│В2,5; В3,5│М35; М50   │

│          │онный слой  │бетон      │тая         │          │           │

│          │            │           ├────────────┼──────────┼───────────┤

│          │            │           │Плотная при │В3,5; В5  │М50; М75   │

│          │            │           │V_п <= 6%   │          │           │

│          │            │           │V_в <= 6%   │          │           │

├──────────┼────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│Трехслой- │Внутренний  │Тяжелый    │Плотная при │В12,5    и│М150 и выше│

│ная       │(обращенный │бетон      │V_п <= 3%   │выше      │           │

│сплошная  │            │           │            │          │           │

│          │            ├───────────┤            ├──────────┼───────────┤

│          │в помещение)│Легкий     │            │В7,5     и│М100 и выше│

│          │и   наружный│бетон      │            │выше - для│-       для│

│          │слои        │           │            │несущих   │несущих    │

│          │            │           │            │панелей,  │панелей,   │

│          │            │           │            │В5 и  выше│М75 и  выше│

│          │            │           │            │-      для│-       для│

│          │            │           │            │ненесущих │ненесущих  │

│          │            │           │            │панелей   │панелей    │

│          ├────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│          │Армированные│Легкий     │Плотная при │В5 и выше │М75 и выше │

│          │бетонные    │бетон      │V_п <= 3%   │          │           │

│          │связи       │           │            │          │           │

│          │            ├───────────┤            ├──────────┼───────────┤

│          │между       │Тяжелый    │            │В12,5    и│М150 и выше│

│          │наружным   и│бетон      │            │выше      │           │

│          │внутренним  │           │            │          │           │

│          │слоями      │           │            │          │           │

├──────────┼────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│Двухслой- │Внутренний  │Легкий     │Плотная при  │В3,5;  В5;│М50;   М75;│

│ная      с│слой        │бетон      │V_п <= 6%   │В7,5; В10;│М100; М150 │

│экраном   │            │           │V_в <= 6%   │В12,5     │           │

├──────────┤            │           ├────────────┼──────────┼───────────┤

│          │            │           │Плотная  при│В3,5;  В5;│М50;   М75;│

│          │            │           │6%<= V_в  <=│В7,5      │М100       │

│          │            │           │12%        и│          │           │

│          │            │           │поризованная│          │           │

│          │            ├───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│          │            │Автоклавный│Ячеистая    │В1,5;     │М25;   М35;│

│          │            │ячеистый   │            │В2,5;     │М50;   М75;│

│          │            │бетон      │            │В3,5;  В5;│М100       │

│          │            │           │            │В7,5      │           │

│          ├────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│          │Экран       │Тяжелый    │Плотная при │В12,5    и│М150 и выше│

│          │            │бетон      │V_п <= 3%   │выше      │           │

│          │            ├───────────┤            ├──────────┼───────────┤

│          │            │Легкий     │            │В7,5     и│М75 и выше │

│          │            │бетон      │            │выше      │           │

├──────────┼────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│Трехслой- │Внутренний  │Тяжелый    │Плотная при │В12,5    и│М150 и выше│

│ная      с│слой        │бетон      │V_п <= 3%   │выше      │           │

│экраном   │            │           │            │          │           │

├──────────┤            ├───────────┤            ├──────────┼───────────┤

│          │            │Легкий     │            │В7,5     и│М100 и выше│

│          │            │бетон      │            │выше - для│-       для│

│          │            │           │            │несущих   │несущих    │

│          │            │           │            │панелей,  │панелей,   │

│          │            │           │            │В5 и  выше│М75 и  выше│

│          │            │           │            │-      для│-       для│

│          │            │           │            │ненесущих │ненесущих  │

│          │            │           │            │панелей   │панелей    │

│          ├────────────┼───────────┼────────────┼──────────┼───────────┤

│          │Экран       │Тяжелый    │Плотная при │В12,5    и│М150 и выше│

│          │            │бетон      │V_п <= 3%   │выше      │           │

│          │            ├───────────┤            ├──────────┼───────────┤

│          │            │Легкий     │            │В7,5     и│М75 и выше │

│          │            │бетон      │            │выше      │           │

└──────────┴────────────┴───────────┴────────────┴──────────┴───────────┘

 

 

 

Таблица 4. Свойства железобетонной панели по ГОСТ 11024-84.

Наименование  параметров	Индекс параметров, свойства и размерность	Величина параметров в пределах
		От до….
Размеры изделий   Допуски   - по длине - по ширине - по толщине        2. Средняя плотность и класс      3. Марка по прочности   и класс        4. Морозостойкость         5. Теплопроводность	a x b x h       L ±       ρ0 , кг/м3   М, кгс/см2     F, циклы   χ, Вт/мºС	6000 x 1500 x 300                      ±20                ±10                ±5   1680   B12,5 / M150     F400                     0,26

 

ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХ- И ТРЕХСЛОЙНЫХ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ 

 

Большинство дефектов многослойных -панелей является следствием небрежной укладки теплоизоляционного слоя. Для улучшения качества панелей необходимо производить укладку теплоизоляционного слоя плит заранее заготовленными пакетами, покрытыми гидроизоляцией; укладывать пакеты следует по шаблонам с плотным прилеганием к   внутренним ребрам   железобетонных плит.

Представляет определенный интерес  технология изготовления панелей методом  непрерывного безопалубочного формования. Панели бетонируют методом непрерывного формования полос длиной 150—200 м, шири--ной по 1,2 м. Полосы располагают одна над другой в 5—6 ярусов. На полигоне одновременно размещается до 14 тыс. м2 панелей. Формование производят со скоростью 0,7 м/мин.

Агрегат установлен на самоходном портале, который перемещают по рельсам вдоль  стенда. Формующая часть состоит  из трех последовательно расположенных  бункеров е бетоном для каждого  слоя, трех вибраторов, уплотняющих  бетон каждого слоя, проволоко-ноддерживающей диафрагмы, обеспечивающей проектное положение арматуры, и боковых профилирующих устройств, образующих боковые грани панели.

Тяжелый бетон нижнего слоя, поступающий  из первого бункера, уплотняют при  формовании нижним вибратором, расположенным  над нижним рядом струн. Аналогичным образом укладывают и уплотняют средний слой из легкого бетона и верхний из тяжелого.

При формовании вышележащих полос  панелей нижняя полоса используется в качестве поддона. Для предотвращения сцепления свежеуложенного бетона с полосой-поддоном на него наносят водный меловой раствор. После того как бетон приобрел необходимую прочность, полосы разрезают карборундовым диском на панели заданной длины (6 или 12 м) и складывают в штабеля. Перед формующей частью бетонирующего комбайна уста-

новлен лист — диаграмма с отверстиями для пропуска проволоки, фиксирующий ее положение. Основным недостатком описанного метода является сезонность работы бетонирующего комбайна, но его можно устранить обогревом бетонируемых лент с помощью различных устройств и теплоносителей.

Изготовление трехслойных железобетонных и керамзитобетонных стеновых панелей, в качестве утеплителя которых использован пенополистирол, состоит чз трех основных производственных операций: предварительное вспенивание гранул полистирола, формовка панелей и последующая термообработка.

Гранулы полистирола предварительно вспениваются в горячей воде при  температуре 95—100° С до заданного насыпного веса. Время предварительного вспенивания гранул определяют исходя из предъявляемых требований к пенопласту в конструкции по прочности и объемному весу.

Технологический процесс производства железобетонных стеновых панелей марки  ПСБ состоит из следующих операций.  

 

 

 

 

На поддон металлической формы  опалубки укладывается слой бетона, армированный каркасами, и уплотняется. Укладка  предварительно вспученных гранул на провибрированную бетонную поверхность панели производится с помощью транспортера-бетоноукладчика, на который поступают из бункера вспененные гранулы полистирола. Дозировка гранул на одну панель выполняется по объему (объем гранул должен равняться объему теплоизоляционного слоя готового изделия). Разравнивание гранул полистирола производится с помощью деревянной рейки. Во избежание перемешивания гранул с бетоном по полистиролу укладывается тканая сетка (ГОСТ 3826-66) с ячейкой не более 10X10 мм, после чего подается бетон и виброрейкой уплотняется верхний слой.

Свежеотформованные стеновые панели до помещения в пропарочную камеру или подачи пара в форму выдерживаются  не менее 2—3 ч. Пропаривание изделий  без предварительной выдержки запрещается.

Скорость подъема температуры  должна быть не более 25° С в час. Увеличение продолжительности термообработки изделий при температуре 95—100° С сверх указанного времени не рекомендуется ввиду возможного разрушения    (оплавления)     пенополистирола.

Приведенная выше технология предусматривает  высокую заводскую готовность элементов: устройство фактурного наружного слоя в стеновых панелях, установку оконного заполнения.