Пути оптимизации затрат на строительство через упрощение

Пути оптимизации затрат на строительство
через упрощение проектных решений
Гринфельд Глеб Иосифович,
эксперт «ЛСР. Стеновые СЗ»,
исполнительный директор НААГ,
конструктор
СПб, «Строим Дом»
05 февраля 2015 г.
1. Автоклавный газобетон в России
2. Основы применения в стройке
3. Нормативы, регулирующие применение
4. Отдельные неочевидные аспекты
1. Автоклавный газобетон.
Общие свойства и место на рынке
стройматериалов России
АГБ — ключевые технологические переделы
1. Помол Песок смалывается до
тонины цемента (2000–3000 см²/г)
2. Автоклавная обработка
(12 атм, ~ 188 С, 12 часов)
Кварцевый песок
расходуется в синтезе
гидросиликатов:
SiO2 + H2O = H2SiO3
Линия резки
Синтезируется тоберморит
— основной минерал,
обеспечивающий прочность
и долговечность газобетона.
Автоклавное
отделение
АГБ — самый однородный минеральный
стройматериал
Строго говоря — это не бетон.
Доля автоклавного ячеистого бетона в
структуре стеновых штучных материалов
Объем строительства вырос в 2,2 раза.
Объем рынка штучных материалов за 13 лет вырос ~ 2 раза.
Объем производства АЯБ вырос в 10 раз.
Динамика ввода новых мощностей
по производству АГБ в период с 2000-2012 г
Вводимые мощности, куб.м/год
Установленные мощности, куб. м/год
16000000
14000000
12000000
10000000
8000000
6000000
4000000
2000000
0
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Распределение по плотностям
продукции, выпущенной в 2013 г.
Распределение по плотностям выпущенной
продукции в различных регионах
Регион
Доля в общем выпуске
D300
D400
D500
D600
D700
СанктПетербург,
Ленинградская
область
0,52
45,71
44,13
9,12
0,00
Московская
область
1,33
10,73
62,08
25,86
0,00
Белгородская
область
0,00
0,00
33,16
66,84
0,00
Краснодарский
край
0,00
0,00
73,93
26,07
0,00
Лучшие образцы российского (и мирового) рынка
Марка
по средней плотности
Класс
по прочности при сжатии
D300
В1,5–2
D400
В2,5
D500
В3,5
D600
В5
Расчетные коэффициенты теплопроводности
ГОСТ 31359-2007 «Бетоны ячеистые автоклавного твердения»
Марка газобетона
по средней плотности
Теплопроводность в
сухом состоянии (λ0),
Вт/м*К
Теплопроводность при
равновесной
влажности (λа/б),
Вт/м*К
D300
0.072
0.084–0.088
D400
0.096
0.113–0.117
D500
0.120
0.141–0.147
D600
0.140
0.176–0.183
Низкая теплопроводность — снижение ресурсоемкости
жилых и коммерческих зданий на стадиях строительства и
эксплуатации
2. Автоклавный газобетон
Основы применения в стройке
Сравнительная прочность кладок
Исполнение кладочного
шва
Средняя разрушающая
нагрузка, тс
Относительная прочность
[ЦПС = 100%], %
ЦПС М150,
10 мм
26,2
100
Тонкослойный раствор,
1–2 мм
34,5
132
Тонкослойный раствор со
шлифовкой, 0,5–1,5 мм
33,1
126
ППУ
0–0,5 мм
30,9
118
Насухо
0 мм
31,6
121
Тонкий шов во всех случаях показал коэффициент 1,2–1,3 к стандартному
Крепежные элементы
Результаты испытаний
D300
Влажность, % Плотн, г/м
5,0
337,41
10,0
351,83
25,0
402,04
45,3
467,35
87,0
606,00
3
Sкуб, м2
100,50
99,97
101,14
100,33
101,10
Rсж, kH
20,28
18,35
17,81
15,89
15,19
Rсж, Мпа
1,83
1,83
2,05
1,83
1,75
Rи, kH
0,25
0,29
0,29
0,24
0,23
Rи, Мпа
0,36
0,46
0,53
0,44
0,41
Rв(KBT), кг
74,30
67,40
64,30
72,57
61,07
Rв(UNI), кг
42,17
38,37
34,73
32,80
33,57
Rв(EKT), кг
41,60
42,27
37,63
37,17
36,63
Rв(FIN), кг
не исп
не исп
61,50
55,97
57,57
Rи, Мпа
0,49
0,57
0,63
0,55
0,52
Rв(KBT), кг
113,47
107,17
114,43
107,00
99,20
Rв(UNI), кг
67,60
63,93
54,20
55,30
57,70
Rв(EKT), кг
68,93
71,80
66,43
68,60
60,33
Rв(FIN), кг
не исп
не исп
74,00
96,83
107,37
Rи, Мпа
0,56
0,61
0,72
0,62
0,55
Rв(KBT), кг
139,50
141,77
138,47
123,27
105,97
Rв(UNI), кг
100,13
93,20
99,90
77,27
74,30
Rв(EKT), кг
88,00
95,53
93,70
87,67
78,73
Rв(FIN), кг
151,63
не исп
156,23
135,33
не исп
Rи, Мпа
0,78
0,85
1,29
1,00
0,93
Rв(KBT), кг
246,00
251,53
236,80
213,90
199,40
Rв(UNI), кг
194,00
184,83
167,67
148,30
139,00
Rв(EKT), кг
174,30
173,97
169,00
152,97
112,40
Rв(FIN), кг
не исп
не исп
не исп
182,17
153,43
D400
Влажность, % Плотн, г/м3
5,0
426,31
10,0
446,50
25,0
501,84
39,0
565,84
71,3
606,00
Sкуб, м2
100,90
100,67
99,67
101,10
100,87
Rсж, kH
28,53
27,01
24,05
25,15
21,17
Rсж, Мпа
2,57
2,70
2,77
2,89
2,43
Rи, kH
0,35
0,37
0,35
0,30
0,29
D500
Влажность, % Плотн, г/м3
5,0
513,34
10,0
537,59
25,0
610,03
38,0
678,10
66,8
814,32
Sкуб, м2
101,81
101,51
101,71
101,30
100,87
Rсж, kH
34,89
31,43
28,04
27,15
23,85
Rсж, Мпа
3,14
3,14
3,22
3,12
2,74
Rи, kH
0,40
0,39
0,40
0,35
0,31
D600
Влажность, % Плотн, г/м3
5,0
663,20
10,0
685,82
25,0
778,40
38,0
863,27
63,0
1050,55
Sкуб, м2
100,53
100,67
100,94
100,27
102,58
Rсж, kH
61,90
56,55
51,00
49,96
52,80
Rсж, Мпа
5,57
5,65
5,87
5,75
6,07
Rи, kH
0,56
0,54
0,72
0,56
0,52
Зависимость R(в) от плотности
Зависимость R(в) от прочности
Зависимость R(в) от влажности
Зависимость R(в) от плотности — средняя для всех
Перегиб на линии
обусловлен близкой
прочностью марок D400 и
D500 (2,73 и 3,07 МПа)
Обработка результатов эксперимента в
Центре ячеистых бетонов
Для анкеров, устанавливаемых в
предварительно высверленное отверстие
(«форвардную скважину»), вытяжное
усилие зависит только от фактической
прочности бетона.
Крепежные элементы
Fischer FUR 10*100
N разр., кН
Sormat KBT 10
N ~ Rсж
Забивная закладная 50*30
Облицовка на относе.
Рекомендации
В
3. Нормативы для применения
автоклавного газобетона
СТО НААГ 3.1–2013
в свободном доступе на
http://нааг.рф
Введение
Настоящий стандарт организации
(СТО) разработан с целью
актуализации
основных
расчетных
характеристик,
конструктивных требований и
рекомендаций,
касающихся
применения
изделий
из
автоклавного ячеистого бетона в
строительстве. В стандарте даны
указания
по
использованию
неармированных изделий по
ГОСТ 31360-2007 при наличии
основных
сведений
по
использованию армированных
брусковых перемычек и панелей.
/…/
4. Неочевидные аспекты
Эволюция нормативных требований к
материалам кладки (сейсмика)
Адгезия (нормальне сцепление)
Кладку в зависимости от сопротивления сейсмическим воздействиям
подразделяют на категории, определяемые временным сопротивлением
осевому растяжению по неперевязанным швам (нормальное сцепление),
значение которого должно быть в пределах:
кладка 1-й категории - Rвр ≥ 180 кПа (1,8 кгс/см2);
кладка 2-й категории - 180 кПа > Rвр ≥ 120 кПа (1,2 кгс/см2).
Адгезия, срез, перекос
300-350% к нормативным значениям
Адгезия, срез, перекос
190-240% к нормативным значениям
Усиление наружным армированием –
армирование отделочных слоев
Усиление наружным армированием –
армирование отделочных слоев
Резюме по общим вопросам
Снижение плотности всегда целесообразно
(снижение теплопроводности, снижение инерционности
при сейсмических воздействиях)
Крепеж существует для всех плотностей
Кладка на тонкослойный раствор (клей) эффективна
(экономичней, прочней)
Применение в сейсмике целесообразно. Нормативы и
рекомендации находятся в процессе оптимизации
Перемычки в несущей и самонесущей кладке
Рядовая перемычка (вар. А) при высоте ряда кладки 250 мм и
ширине проема до 2000 мм является частным случаем клинчатой.
Конструктивная арматура может быть любой.
Ряд блоков под монолитным элементом
Надпроемные блоки под монолитом всегда могут быть
закреплены непосредственно к несущему элементу.
Ж/б брусковые перемычки с вкладышами
Возможна замена ж.б на изготовленные на объекте бруски
из блоков.
а)
б)
Рис. 6. Поперечное сечение перемычек с
проволочной ПСБ-1 (а), стержневой ПСБ-2 (б) и
хризотил-цементной ПСБ-3 (в) арматурой.
Рис. 5. Составная блочная перемычка ПСБ: а) схема
армирования блоков;б) схема расположения выемок под
анкеры. 1 - конструкционно-теплоизоляционные блоки;
2 – соосный паз; 3 – арматура; 4 – анкеровка арматуры;
5 – выемка в блоке под анкер.
9
Рраз=8.8кН/м
8
7
Рраз=6.8кН/м
Рраз=5.9кН/м
Нагрузка, кН/м
6
Составные перемычки из
блоков
5
Изготовление таких перемычек
возможно на объекте
4
3
2
Pэксп =0.82кН/м
1
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Прогибы, мм
Рис. 8. Диаграмма деформирования блочных перемычек ПСБ
перемычка ПСБ-1
перемычка ПСБ-2
перемычка ПСБ-3
Крепление облицовки
Высоты рядов не совпадают и не кратны друг другу.
Крепление облицовки
Связи с перегибом по высоте
Крепление облицовки
Связи, врезаемые в тело кладки
История
Latvija, Rīga, Elvīras iela, 15
Siporex, D700
1939 г.п.
Неотделанная кладка
Санкт-Петербург, Краснопутиловская, 45.
1960-е. ДСК-3, D600
Полупанели окрашены цементной
краской без гидрофобизации
История
Екатеринбург, пос. Рефтинский, начало 1980-х
З-д им. Ленинского Комсомола (сейчас «Бетфор»), D600
История
Eesti, Sõmeru vald, Andja, 2002 г.п.
D400, D500 (211 КЖБИ, AEROC AS)
Elvīras iela, Rīga, Latvija
Застройка из продукции рижского завода Siporex, 1939
г.п. (АЯБ, D700)
История
Санкт-Петербург, Ушинского, 8 («корабль»). 1970-е. ДСК-3, D600
Заводская отделка — цементная краска без гидрофобизации.
Фасад отреставрирован в 2010 м: тонкослойная штукатурка по сетке.
История применения АЯБ в Ленинграде — С.-Петербурге
ДСК-3 – квартальная застройка в районе Автово - Дачного – 1960-е гг.
ДСК-3 – панельные «корабли» (серия 1–600–ЛГ) – 1970-е гг.
ДСК-3 – серия 600.11 – с 1980-х по настоящее время
(D600, 320 мм, R ~ 1,9 кв.м/(Вт*К)
Общий объем > 15 млн.кв.м
Основная проблема
крупноразмерных
армированных элементов
– низкая трещиностойкость.
Выход трещин на
поверхность устраняется
армированием отделочных
слоев.
Современный опыт, 1998 г.
Со второй половины 1990-х — монолитное домостроение с
применением в наружных ограждениях кладки из АЯБ-блоков
Первые варианты:
D500, 375 мм + 120 мм кирпича;
D500, 375 мм + штукатурка +
остекление лоджий.
пр. Луначарского, 76 к.2
D500, 375 мм + ½ кирпича
1997—99 г.п.
Современный опыт, 2000 г.
Ул. Одоевского, д. 28
D500, 375 мм + тонкослойная
штукатурка (неармир.) на
лоджиях
1998—2000 г.п.
Доклад сделан на основе учебного пособия, изданного Политехническим Университетом
Поскольку в нашей стране вопросы отделки ячеистых бетонов стали сильно мифологизированы с началом
стихийного ИЖС,
мы решили создать первую в мире книгу, специально посвященную вопросам отделочных покрытий кладки из
ячеистобетонных блоков.
Влага в газобетоне
Скорость удаления из кладки начальной влаги зависит от многих факторов:
- плотность бетона (меньшая плотность = бóльшая паропроницаемость =
быстрое высыхание);
- толщина конструкции (из тонких перегородок влага уходит быстрее);
- время года, климат региона строительства, положение конструкции
оносительно ветра и солнца;
- вид отделки (сопротивление отделочного покрытия влагообмену).
Основное количество воды покидает кладку
в первые 2–6 месяцев. Дальше происходит
плавный выход на равновесное влагосодержание,
которое колеблется вокруг уровня 4–5% по массе
в течение года.
Высыхание газобетона в
однослойных конструкциях до
равновесной влажности происходит за
2–3 года
Натурное обследование модельной стены.
D500 400 мм с облицовкой силикатным кирпичом
W (масс), %
35,00
18
2008
фев
16
14
12
10
20,00
2009
мар
15,00
2009
окт
10,00
2010
окт
6
W (масс), %
25,00
2008
окт
2010
май
8
30,00
5,00
0,00
2007
май
2007
окт
2008
фев
2008
окт
2009
мар
2009
окт
4
2
0
0-5
5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-35 35-40
В реальных погодных условиях СПб 2007—2010 гг.
Переход конструкции от высыхания к сезонным колебаниям влажности
произошел за три года с момента проведения кладочных работ.
2010
май
2010
окт
Натурные обследования эксплуатирующихся конструкций с кладкой из
газобетона AEROC D300–D600. 2011-13 гг.
Показано, что
кладка высыхает
до влажности
менее 5% при
любой плотности
газобетона.
40 w, % (мас.)
35
D300
30
D400
25
D500
20
D600
15
10
ноябрь
2011 март 2012
5
0
0
апрель - октябрь
5
10
ноябрь
2012 март 2013
15
апрель - август
возраст кладки,
20
25
мес.
Внутренняя отделка.
Влияние режима эксплуатации на распределение влажности
воздуха в порах по толщине стены
Внутренняя отделка.
Сопротивление паропроницанию отделочных покрытий
Пример простого проектного решения
Пример простого проектного решения
Пример простого проектного решения
Консультации, проекты, экспертиза
glebgrin.ru
email: greenfeld@mail.ru