архив» все записи»

Автор: А. Н. Луговой, А. Г. Ковригин
Дата: 23.05.2014
«СтройПРОФИ» № 20
Рубрика: Энергосбережение


Композитные гибкие связи для трехслойных теплоэффективных панелей

Введение

Крупнопанельное домостроение (КПД) занимает весомую долю рынка в мире, а для некоторых стран, например Республики Беларусь, является ведущим направлением по созданию нового жилищного фонда. Одним из ключевых аспектов развития технологий КПД является повышение энергоэффективности и энергосбережения. В последние десятилетия большинство европейских стран, а также стран СНГ значительно увеличили нормативы по тепловому сопротивлению ограждающих конструкций. Очевидно, что данная тенденция сохранится и в будущем.
Стандартным решением по повышению теплового сопротивления стен является увеличение толщины утеплителя, используемого в трехслойных стеновых панелях (рис. 1). Однако существует другой способ увеличения теплового сопротивления трехслойных стеновых панелей — использование композитных гибких связей.

Трехслойная теплоэффективная панель 

 

 Рис. 1. Трехслойная теплоэффективная панель:
а) несущий слой панели (бетон),
б) теплоизоляция,
в) облицовочный слой панели (бетон)

Решение

На заводах крупнопанельного домостроения, как в России, так и за рубежом, распространены следующие варианты сцепления слоев трехслойных стеновых панелей:
- железобетонные шпонки, представляющие собой сквозное железобетонное включение обычно размером от 200 х 200 до 400 х 400 см, — таких шпонок может быть установлено до 10 штук для панели площадью 10 м2;
- гибкие связи из нержавеющей стали, представляющие собой металлические стержни с различного вида загибами на концах для обеспечения сцепления с бетоном, — таких связей может быть установлено от 4 до 10 шт./м2 панели, в зависимости от толщины слоев бетона, действующих нагрузок и прочности сцепления анкерного узла с бетоном;
- гибкие связи из композитных материалов, представляющие собой стержни с образованным на их поверхности волнообразным профилем либо без него и анкерующими узлами на концах связей, обеспечивающими надежное закрепление гибкой связи в бетоне.

Очевидно, что композитные связи, способные обеспечить надежность конструкции в течение всего срока эксплуатации панели (не менее 100 лет), выигрывают по теплоэффективности у металлических и железобетонных вариантов связи слоев. Расчетные величины коэффициентов теплопроводности для композитных связей составляют не выше 0,55 Вт/м · °C против 1,69 Вт/м · °C у железобетонных шпонок, 50 Вт/м · °C у гибких связей из обычной стали и 20 Вт/м · °C — из нержавеющей стали, что предполагает при применении композитных связей исключение влияния на тепловое сопротивление панели так называемых «мостиков холода». В результате повышается теплотехническая однородность трехслойной стеновой конструкции и как следствие возрастает тепловое сопротивление трехслойной стены (на 20–40%). Важно отметить, что такое повышение теплового сопротивления потребитель получает практически бесплатно, т. к. стоимость композитных гибких связей сопоставима со стоимостью качественных металлических гибких связей.
Помимо теплоэффективности у гибких связей из композитных материалов есть и другие преимущества, которые выгодно отличают их от других решений. Например, любые изделия из металла обычно требуют операций нарезки, изгибов, сварки или привязки к арматурной сетке, а в связи с этим повышаются трудозатраты и увеличивается время, затрачиваемое на производство конечного продукта. К тому же из сталей, подверженных коррозии, изготовление связей недопустимо, так как они могут привести к обрушению значительных частей конструкций. Гибкие связи из композитных материалов не подвержены коррозии, а поскольку они представляют собой готовое изделие, то могут быть установлены в проектное положение без дополнительной обработки.

Исследования

В 1998 году специалисты ООО «Бийский завод стеклопластиков» разработали стеклопластиковые гибкие связи СПА® 7,5 мм (рис. 2). К настоящему времени в отношении гибких связей СПА® проведен значительный комплекс исследований, позволяющих достаточно точно определить физико-механические и теплотехнические характеристики панелей.

Гибкие стеклопластиковые связи СПА®  7,5 мм 

Рис. 2. Гибкие стеклопластиковые связи СПА® 7,5 мм

Исследования проводились более чем в 20 научно-исследовательских организациях, испытательных центрах и лабораториях. В результате данных работ были достоверно определены следующие параметры: 
- механические характеристики стеклопластика, из которого изготовлены связи (прочность при растяжении, сжатии, поперечном изгибе, сдвиге вдоль армирующих волокон и срезе поперек волокон, модуль упругости и модуль ползучести);
- стойкость данных гибких связей к воздействию агрессивных сред (кислот и щелочей) с определением коэффициентов надежности (коэффициентов условий работы) на срок эксплуатации до 100 лет;
- коэффициенты условий работы при воздействии на связи неблагоприятных факторов (воздействие влаги и температуры при тепловлажностной обработке бетона, в котором связи установлены, влияние попеременного замораживания-оттаивания, долговременная прочность при воздействии постоянной нагрузки и т. п.);
- прочности сцепления гибких связей с бетонами различных марок и строительными растворами.
Испытания показали, что долговременное воздействие щелочи на композитные гибкие связи снижает их физико-механические характеристики. Очевидно, что щелочь также влияет на сцепление гибких связей с бетоном, поскольку действует на поверхности контакта связей и бетона. Поэтому при расчете надежности трехслойных панелей следует учитывать два критических состояния в узлах сцепления гибких связей с бетоном: разрушение гибкой связи из-за потери прочности ввиду щелочного воздействия и потерю несущей способности из-за вырыва гибкой связи из бетона, в том числе (в некоторых случаях) и снижения сцепления гибкой связи с бетоном.
При проведении испытаний композитных гибких связей различных производителей выяснилось, что прочность закрепления изделий в бетоне после щелочного воздействия зависит не только от сырья, из которого они изготовлены, но, в большей степени, и от совершенства технологии производства и конструкции связей. Исследования показали, что гибкие связи с механической системой фиксации (с загибами, анкерными расширениями или стержни с периодическим профилем, образованным фрезерованием) под воздействием щелочи практически не теряют прочности сцепления с бетоном.
Падение прочности сцепления с бетоном для связей СПА® 7,5 мм с анкерными уширениями составило 9%.
И, напротив, гибкие связи с фиксированием в бетоне за счет адгезии (с навитым жгутом или с песчаным покрытием) значительно теряют прочность сцепления с бетоном после щелочного воздействия — в некоторых случаях фиксировалось падение прочности сцепления на 90% от исходного уровня.

Нормативная база

На сегодняшний день документом, регламентирующим производство трехслойных панелей на территории России, является ГОСТ 31310-2005. Согласно Изменению №1 от 2009 г., данный ГОСТ не регламентирует применение композитных гибких связей. Поэтому согласно Постановлению Правительства РФ № 1636 от 27 декабря 1997 г. «О правилах подтверждения пригодности новых материалов, изделий, конструкций и технологий для применения в строительстве» использование композитных гибких связей в трехслойных стеновых панелях возможно после получения Технического свидетельства. ООО «Бийский завод стеклопластиков» получило такой документ еще в 1999 г. и постоянно проходит процедуру его продления. На данный момент на предприятии действует ТС №3535-12 «Панели стеновые железобетонные трехслойные с гибкими связями из стеклопластиковой арматуры».
Кроме того, с 1 января 2014 г. введен в действие ГОСТ 31938-2012 «Арматура композитная полимерная для армирования бетонных конструкций». Некоторые производители ссылаются на этот ГОСТ как на документ, якобы разрешающий применение композитной арматуры в качестве композитных гибких связей. Однако в этом ГОСТе следует обратить внимание на §1 в разделе «Область применения»: «Настоящий стандарт не распространяется на композитные полимерные стержни гладкого профиля и композитные полимерные гибкие связи».

Заключение

В настоящее время технология теплоэффективных панелей с использованием композитных гибких связей активно развивается. Более двадцати заводов в России, а также ряд заводов в Белоруссии, Германии, Франции и Швейцарии применяют в своем производстве гибкие связи СПА® 7,5 мм, которые выпускает ООО «Бийский завод стеклопластиков». При этом для многих предприятий гибкие связи СПА® 7,5 мм оказались единственно правильным, эффективным и выгодным решением для повышения норм по сопротивлению теплопередаче трехслойной панели. Вместо переоборудования производства на большую толщину панелей с увеличением толщины материала-утеплителя оказалось достаточным исключить теплопроводные включения, заменив их на гибкие связи СПА® 7,5 мм.

ООО «Бийский завод стеклопластиков» оказывает всю необходимую информационную и техническую поддержку заводам КПД в проектировании энергоэффективных трехслойных панелей с использованием гибких связей СПА® 7,5 мм.

ООО «Бийский завод стеклопластиков»
Алтайский край, г. Бийск
тел./факс: +7 (3854) 442-444
е-mail: bzs@bzs.ru
www.bzs.ru


Полная или частичная перепечатка материалов - только с письменного разрешения редакции!


«« назад