БЕСПРЕССОВЫЕ ПЕНОПЛАСТЫ В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

Строительные конструкции с беспрессовыми пенопластдми

Виды строительных конструкций с применением пе­нопластов разнообразны. Однако по характеру работы пенопласта их можно подразделить на два типа. В од­ном из них пенопласт выполняет тепло - и звукоизоля­ционные функции; в другом, кроме того, служит как кои стр у к ци о н н ы й м ате р и а л.

В качестве теплоизоляционных материалов пено­пласты применяют для утепления стеновых панелей, утоненных бетонных и каменных стен, сборных сов­мещенных железобетонных покрытий. Имеются конст­руктивные решения сочетания железобетона с пенопла­стовым утеплителем в крупнопанельном строительстве. Разработаны конструкции несущих, самонесущих и на­весных крупных панелей с пенопластовым утеплителем. В этих конструкциях пенопластовый утеплитель приме­няют главным образом с наружной (холодной) сторо­ны панелей (рис. 1 ,а, б). Необходимую толщину слоя пенопласта определяют теплотехническим расчетом.

Прн нанесении растворов и бетона непосредственно на пенопласт толщину слоя пенопласта принимают на 3 мм больше полученной по теплотехническому расчету. Это вызвано проникновением в пенопласт цемент­ного раствора, вследствие чего снижается термическое сопротивление пенопласта. Для тепло - и звукоизоляции используют пенопласты (изоляционные) с .низким объ­емным весом — 20—30 кг/ж3.

При плготовлепци железобетонных и других панелей пенопласты используют как в виде плит, так и в виде монолитного слоя.

По первому способу при сборке панелей берут пли­ты пенопласта, наготовленные на заводе. Крепят их в

Конструкциях, обжимая между лицевыми слоями или обрамлением, приклеивая клеевыми составами и ма­стиками по всей площади панели или на отдельных участках, а также укладывая на нагельных выпусках из конструкционного материала.

Технологический процесс производства крупных панелей из традиционных материалов упрощается при использовании метода, разработанного ВНИИНСМом п ЦНИИЭП жилища. По этому методу вспенивают и формуют полистирол непосредственно в панели. Моно­литный слой пенопластового утеплителя получают при совместной тепловой обработке свежеотформованного бетона, шлакобетона или керамзитобетона.

При изготовлении железобетонных панелей с ком­бинированным утеплителем (цементный фибролит тол­щиной 75 мм и полистирольный пенопласт ПСБ толщи­ной 40 мм) примерный режим тепловой обработки бу­дет следующим (в ч): подъем температуры до 80°С — 4; пропариванне при 90°С —6; охлаждение при нормаль­ной температуре — 2—3. При тепловой обработке пане­лей с полиетирольным пенопластом нельзя превышать температуру 90°С из-за возможного оплавления и усадки пенопласта [3].

Использование метода монолитной укладки способ­ствует улучшению теплоизоляционных качеств панели за счет ликвидации мостиков холода в стыках между отдельными плитами пенопласта; экономится пенопласт, поскольку исключается операция обрезки и подгонки плит; отсутствуют трудоемкие операции укладки плит и их приклеивания к другим материалам панели.

По периметру панели слой пенопластовой тепло­изоляции защищают от проникновения в процессе экс - ' плуатации влаги, водяного пара или холодного воздуха. При недостаточной пароизоляции внутреннего слоя пре­дусматривается устройство пароизоляции между слоем пенопластового утеплителя и внутренним слоем панели. Для этого используют покрытия из битумной мастики.

Пенопласты, особенно с поверхностной перфораци­ей и рифлением, являются хорошими звукопоглощаю­щими материалами. В этом случае они могут выполнять и декоративные функции. Для звукоизоляции бетонные перекрытия покрывают снизу плитами пенопласта, ко­торые крепят металлическими кляммерами или быстро- твердеющими мастиками. По прикрепленным плитам пенопласта можно наклеивать облицовочные материалы.

Слоистые панели, в которых пенопласты выполняют и конструкционные функции, состоят из тонких листов материалов высокой прочности (обшивок), легкого кон­струкционного пенопластового (или сотопластового) среднего слоя, а в ряде случаев ребер <и обрамления. Об­шивки панели могут быть как плоскими, так и профи­лированными.

Кроме высокой прочности, наружная обшивка пане­ли должна обладать достаточной стабильностью к ко­лебаниям температуры и влажности, быть стопкой про­тив солнечной радиации, выветривания и других факто­ров. К внутренней обшивке предъявляются требования по пароизоляции, бпосгойкостп, огнестойкости. Матери­алами, наиболее удовлетворяющими отмеченным тре­бованиям, являются: алюминий[1], плакированная и эма­лированная сталь, асбестоцемент, стеклопластик, водо­стойкая фанера, защищенные древесноволокнистые и древесностружечные плиты.

В настоящее время распространение получают сло­истые панели с обшивками из алюминия, асбестоце­мента и др. Пенопластовый средний слой в таких кон­струкциях помимо теплоизоляции обеспечивает воспри­ятие сдвигающих усилий при работе панели на изгиб (при отсутствии ребер и обрамления), а также устой­чивость сжатой обшивки и прочность обшивок на про- давлпвание. Для получения необходимой прочности и жесткости среднего слоя используют пеноплнсты с по­вышенным объемным весом (конструкционные). В качестве среднего слоя плит покрытий рекомендуется [16] применять беспрессовые пенопласты объемным ве­сом 40—60 кг/м3, для стеновых панелей и перегородок-- объемным весом 30—40 кг/м3. Толщину среднего слоя назначают исходя из теплотехнического и статического расчетов (с учетом местных нагрузок, действующих при изготовлении конструкции), а также из конструктив­ных требований.

Слоистые панели по сравнению с тяжелыми тради­ционными железобетонными панелями позволяют зна­чительно облегчить конструкцию несущего каркаса. Легкость таких покрытий обеспечивает высокую тран­спортабельность и удобство монтажа. Это создает широкие перспективы применения слоистых плит пок­рытия в промышленном строительстве, особенно в от­даленных малоосвоенных районах, не имеющих собст­венной производственной базы, а также в сейсмических районах, в районах со слабыми и прос. адочными грунтами.

Широкое распространение получают трехслойные панели типа «сэндвич» со сплошным средним слоем из пенопластов и панели с пенопластовым средним слоем и окаймляющими ребрами (рис. 1, в, г). В панелях пер­вого типа сдвигающие усилия воспринимаются пено­пластовым средним слоем. В панелях второго типа они воспринимаются ребрами.

Панели типа «сэндвич» применяют в сочетании с легким фахверком или по прогонам. Их выполняют без конструктивного обрамления. Они имеют небольшой пролет (до 3 ж) и минимальную толщину (50—80 мм). Из таких плит, используемых в качестве заполнения каркаса пли объединенных с подкрепляющей рамой, могут быть получены крупноразмерные конструкции.

Панели второго типа по сравнению с панелями типа «сэндвич» могут иметь гораздо большие размеры. Тол­щина панели достигает 300 мм, что обусловливает по­вышенный расход материала среднего слоя. В таких случаях средний слой панелей целесообразно выпол­нять из пустотелых пенопластовых блоков размером на полное сечение панели пли кратное ему.

Трехслойные панели второго типа рекомендуется применять в пролетах до б м. В табл. 4 приведены ре­комендуемые [16] пролеты и высота сечения трехслой­ных панелей в зависимости от назначения конструкции и, наличия конструктивного обрамления. - '

В настоящее время разработаны трехслойные кон­струкции (преимущественно навесных панелей стен и плит) для промышленного, жилищного, общественного и сельскохозяйственного строительства.

Из разработанных конструкций наибольшее прак­тическое применение нашли панели с алюминиевыми обшивками и средним слоем из беспрессового полисти - рольпого пенопласта, которые из-за исключительной лег­кости и транспортабельности представляют большой интерес для строительства в отдаленных и труднодо­ступных районах Крайнего Севера (см. главу V).

Трехслойные панели стен и покрытий, разработан­ные рядом ведущих проектных организаций совместно с ЦПИИСК, описаны п работах [5, 7, И). Имеются кон­структивные решения панелей покрытий и навесных стеновых панелей со сплошным - пенопластовым средним слоем для промышленных, общественных и жилых зданий.

Рекомендуются панели покрытий следующих разме­ров [5]:

3x1,5 м с обшивкой из плоских листов асбестоце­мента. металла, стеклопластика как с конструктивным обрамлением, так и без него;

6>'1,5 м с обшивкой из плоских асбестоцементных или плоских и гофрированных металлических листов с обрамлением из бакелнзированноп фанеры;

12x1,5 м с обшивкой из асбестоцемента, металла и несущими элементами в виде прутковых прогонов (на пролете 12 м).

Из навесных стеновых панелей имеются конструктив­ные разработки панелей размером:

3x1,2 м с обшивкой из плоских листов асбестоце­мента, алюминия или стеклопластика;

6x1,2 м с обшивкой из плоских листов асбестоце­мента, металла или стеклопластика с обрамлением из асбестоцементных профилей, бакелизированной фа­неры и т. п.

Для жилых зданий разработаны панели размером на комнату (3,2x2,8м) с обшивкой из плоских асбесто­цементных листов толщиной 8—10 мм, обрамлением из асбестоцементных профилей и со средним слоем из пе­нопласта.

Изготовлять средний слой панелей можно двумя ме­тодами: механической обработкой и последующим скле­иванием отдельных плит пенопласта и формованием пенопластового блока на полное сечение панели или кратное ему.

Первый метод заключается в предварительном из­готовлении на специализированных предприятиях не­больших по размеру плит пенопласта, их механической обработке и последующем склеивании в единый блок. После этого панель собирают и окончательно склеи­вают (рис. 2, а).

При механической обработке плиты пенопласта мож­но пилить, строгать, фрезеровать и сверлить. Обраба­тывают плиты на станках, а также ручным инструмен­том. При механической обработке плит пенопластов используют и основном инструмент, аналогичный ин­струменту, применяемому при обработке древесины, но г измененными углами загочкн [1А]. По^пстпротьные полпуретановые пенопласты низкого объемного веса хорошо режутся ппхромовой проволокой, 'Нагретой элек­трическим током до 250—ЗБО^С.

При соединении пенопластов с различными матери ал а ми и межд' собой неполыуют йонстр кино ные клен холо пого н тем id ГА ртперждепия: эпоксидный ЭПЦ, качуkoijui'i 8ё-П, тлфеполкетоповый ДФК и др. [7, 8, 11] 1 Ь'Обходпмо Отметить, что при склеивании пенопла­стов мо*<ду собой и с другими материалами чатрудпп - тсльпо использовать клен горячего отверждения ввиду сравните. ii. no 'низкой теплостойкости большинства пено­пласта* Кроме то, о, некоторые. клеевые составы ока­зывает растворяющее действие па полимерпуцз основу пепопластов..

При Им"0*>£|влсппп cj»0№ur их панелей со средним сло­ем из нлпт процесс сктапваипи проводят как обычным, так и ускоренным способом [7, 8]. Метод изготовления среднего слоя чз отдельных плит ненопл. астуш весьма тр iQcfiiyf, связан с иерядиопал! иыми перевозками пе­ной часта. При механической обработке плит отходы Hftnon. iacia достш :исгг 20- 80%. Для склешва лит плит трсбуе?<?я повышенный расход клеев. Отмеченные не­достатки шзволятот использовать а*гот метод лишь при к ( и Qp и ■ I с ] it а I ы и > м и малосерийном производстве, па-

IH^'i'l.

Второй метод заключается в изготовлении среднего сАея и>тем формования пенопласта в блоки размером ни пап( ль или кратным ему как в отдельных специаль­ных формах, так и непосредственно во внутренней по­лости панели, предварительно покрытой клеевым соста­вом. При формовании пенопласта в полости панети эф­фективно совмещается изготовление среднего слоя с изготовлением слоистой панели в целом. Тех-млогпя формования крупных блоков загпешг от вида пено­пласта.

При использовании метода формования крупных бло-. ксв устраняются недостатки, присущие изготовлению среднего слоя из мелких njwrr, появляется возможность более iipntToro изготовления блоков с пустотами (рис. 2.6,5). Этот метод перспективен при крупносерпшгеч производстве слоистых панелей.

За последнее время в зарубежной и оте^е^веннон практике строительства получают распространение сло­истые плиты покрытий, выполненные из металлического штампов шйого настила и полнетирольного пенопласта •см. рпс. Двухслойный настил представляет со­

Бой панель, состоящую ир нрофилиоованного металли­ческого листа толщиной 0,5—1 мм, к котором' прикре­пляется потистирольный пенопласт.

11зготов*ение покрытий со штампованным настилом и утвй чггелем из полистиролыюго пенопласта менее трудоемко по сравнению в изготовлением других типов пшрыrnii. имеющих рулонную кровлю. Штамгквагчьж ■настилы практически паронепроницаемы, что исключа­ет необходимость устройства сплошном паропзаляцпн jo вСей поверхности в вдаииях с повышаипеЛ' влаи - посты? Применение таких покрытий по сравнению с ти­повым решением— жс. лзч<>етониымп клипами дает возможность уменьшить вес ограждающих конструкции ь 7—8 рае н снизить их стоимость.

Псноп. част можно крепить как сверху, так и снизу штат. ованиого пастила. При крептеппп пенопласта сверху профилированного листа гидроизоляцию такого ] окры 1'НЯ выполняют поп помощи рули шого ковра. Пенопласт либо приклепзают, лнб® прпфирмовывают к профилированному лнст. Приклеивают обычно п hi­ts® ый пенопласт. Применение плиточного пенопласта вы пинает необходимость подгонки плит путем пх пред­варительной механической обработки, поэтому эффек-

)

Тивнее использовать приформоваииын пенопласт. В этом случае пенопласт помимо теплоизоляционных функций оказывает подкрепляющее действие на профилирован­ный металлический лист, повышая устойчивость на­стила.

Если двухслойный настил используют в наружных ус­ловиях, то тонколистовую сталь перед плакировкой сле­дует оцинковывать; если во внутренних условиях, то сталь следует только плакировать.

Интересным решением безрулошюи кровли являет­ся конструкция двухслойных плит текталь (ФРГ). Не­сущие элементы кровли выполняют из штампованных металлических листов, опирающихся на штампованные ребра. Снизу к ребрам прикрепляют

При монтаже листы по длинным кромкам входят в па­зы верхнего пояса ребра, а по коротким сторонам кро­мок соединяются внахлестку, образуя стыки корытооб­разного сечения. Между собой и с ребрами профили­рованные листы крепят прижимно-клеевыми соедине­ниями на эпоксидном клею холодного отверждения или пленкой со специальной уплотняющей прокладкой (на­пример, выполненной из мастики). Пазы стыков за­полняют гидроизоляционной мастикой.

На рис. 3 и 4 показаны некоторые варианты штам­пованных профилей, применяемых за рубежом.

Пришит решения слоистых панелей может быть ис­пользован для сводов и покрытий больших пролетов. Малый вес и относительно высокая прочность трехслой­ных конструкций со средним слоем из пенопластов дает