Теплоизоляционный пеногипс в малоэтажном строительстве - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве

Рассмотрены технические и технологические аспекты получения и применения теплоизоляционного пеногипса в конструкциях наружных стен.

Приведен опыт строительства и эксплуатации малоэтажных жилых домов с наружными стенами из пеногипса. Исследованы физико - механические характеристики пеногипса, полученного на установке ЭТС-0,5. Представлены результаты экспериментальных определений теплотехнических показателей пеногипсового теплоизоляционного материала. Приведены результаты натурных исследований динамики естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в наружных стенах жилых домов. Разработаны предложения по совершенствованию технологии монолитного малоэтажного домостроения с применением пеногипса.

Одним из основных направлений развития строительного комплекса как в России в целом, так и регионов является строительство жилых зданий малой и средней этажности. Гипс обладает важными преимуществами, такими как, повсеместная распространенность сырьевой базы, простота и дешевизна технологического процесса получения гипсовых вяжущих, экологическая чистота и высокие теплозащитные свойства. За последние годы произошли значительные положительные изменения в развитии отечественной гипсовой промышленности, в частности, многократно возросло производство гипсовых сухих смесей для внутренней отделки, гипсокартона и пазогребневых перегородочных плит. Однако, изготовление наиболее востребованных строительством стеновых конструкций на гипсовой основе пока не нашло широкого распространения в строительном комплексе России.

Между тем, почти вековой положительный опыт производства и применения гипсовых мелкоштучных гипсовых изделий в Башкортостане, Самарской и Свердловской областях, Казахстане и других регионах, где до сих пор успешно эксплуатируются целые поселки малоэтажных жилых домов ( в один?три этажа), с несущими стенами из гипсовых или гипсошлаковых блоков подтверждает целесообразность и эффективность использование гипса для данных целей.

Для решения задачи снижения удельного расхода гипсового вяжущего весьма перспективным является использование монолитного пеногипса в наружных стеновых ограждениях. В последние годы НИИСФ РААСН, МГСУ, УГНТУ, КГАСУ, ООО "Вефт", ООО "Уфимская гипсовая компания" и другие организации занимаются разработкой технологии строительства малоэтажных каркасных зданий с использованием монолитного пеногипса в несъемной опалубке в качестве теплоизоляционного материала наружных стен.

ООО "Уфимская гипсовая компания" активно набирает опыт возведения наружных стен малоэтажных каркасных жилых домов с применением монолитного пеногипса. За период с 2011 по 2014 годы в поселке Ново-Иглино (Республика Башкортостан) построены 7 одноквартирных жилых домов площадью по 107 м2 и 8 двухквартирных жилых домов площадью по 120 м2 с применением заливочного пеногипса в несъемную опалубку каркасных наружных стен.

Технология возведения стен из пеногипса в несъемной опалубке заключается в следующем: наружные стены включают деревянный каркас, состоящий из унифицированного бруса 50х100х3000 мм, связанного с перемычками с двух сторон и обшитого фибролитовыми плитами толщиной 25 мм. Общая толщина стены составляет всего 40 см (рис. 1) . Процесс сборки каркаса дома силами одной бригады, состоящей из 4 человек, занимает всего 8-10 дней.

Рис. 1

Процесс сборки деревянного каркаса и обшивка листами фибролита

Заливку теплоизоляционного пеногипса (рис.2) в собранный каркас, обшитый фибролитовыми плитами, осуществляют механизированным способом c использованием модифицированной установки ЭТС-0,5. Продолжительность монолитных работ для одноэтажного дома площадью 120 мІ составляет 2 рабочих дня при объеме заливаемого пеногипса - 45 м3. При суммарной толщине пеногипсового слоя в 35 см, распорного воздействия на опалубку не происходит, поскольку заливка производится послойно и нижний слой к моменту нанесения последующего уже затвердевает.

процесс заливки пеногипса в конструкции наружной стены

Рис. 2 Процесс заливки пеногипса в конструкции наружной стены

Физико-механические и эксплуатационные свойства пеногипса в значительной степени зависят от его влажности. В связи с этим проведены исследования кинетики удаления избыточной влаги при естественной сушке пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов (табл. 1, рис. 3). В качестве объектов исследования выбраны три варианта наружных стен одноэтажных домов, отличающихся конструктивными особенностями ограждений и условиями эксплуатации помещений.

Таблица 1 Варианты объектов натурного исследования кинетики удаления избыточной влаги при естественной сушке пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов

№ варианта

Конструктивные отличия стен

Условия эксплуатации дома

1

Монолитный пеногипс с установкой по центру стены с шагом 600 мм по всей высоте стены дренажной вставки квадратного сечения размером 100х200 мм из фибролита низкой плотности (с0=250-300 кг/м3)

Не отапливается

2

Монолитный пеногипс без дренажной вставки

Отапливается

3

Монолитный пеногипс без дренажной вставки

Не отапливается

Рис. 3

Кинетика естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов при различных конструктивных особенностях стен и условиях эксплуатации домов: 1 - вариант № 1; 2 - вариант № 2; 3 - вариант № 3

Пеногипс, высыхает до влажности 10%-12% по массе за 5-6 месяцев при использовании дренажной вставки. Для лучшего эффекта осушения необходимо заливку пеногипса производить весной или в начале лета. Дом в процессе возведения должен стоять под навесом во избежание дополнительного увлажнения в период высыхания стен. Можно также использовать принудительное осушение инфракрасными излучателями или тепловыми пушками.

Натурными исследованиями определено, что процесс высыхания стен с двухсторонней обшивкой фибролитовыми плитами довольно длительный и занимает более шести месяцев. Это приводит к увеличению сроков сдачи объектов, так как сдвигает во времени момент начала выполнения внутренних отделочных работ.

Для ускорения высыхания стен было предложено применить в качестве внутренней несъемной опалубки пазогребневые гипсовые плиты (ПГП) толщиной 80 мм (рис.4). Гипсовые плиты, как и пеногипс, обладают повышенными значениями влагопроводности и скорости капиллярного всасывания. Основной задачей ПГП является перенос избыточной влаги из массива пеногипса и передача на проветриваемую поверхность стены. Для натурных исследований высыхания различных видов стен весной 2014 года был построен двухквартирный дом с различными конструктивными решениями внутренней несъемной опалубки. В первой половине дома использовали технологию плитами из фибролита, а во второй, в качестве внутренней несъемной опалубки использовали пазогребневые гипсовые плиты. На рисунке 5 представлены результаты натурных исследований изменения влажности пеногипса в различных вариантах стены.

стена из пеногипса с внутренней несъемной опалубкой из пазогребневых гипсовых плит

Рис. 4 Стена из пеногипса с внутренней несъемной опалубкой из пазогребневых гипсовых плит

кинетика естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов при различных конструктивных особенностях

Рис. 5 Кинетика естественной сушки теплоизоляционного слоя из пеногипса в несъемной опалубке наружных каркасных стен жилых домов при различных конструктивных особенностях

В конструкции стены с внутренней опалубкой из ПГП происходит интенсивное осушение пеногипса в первые две недели, влажность опускается до 10%-12% по массе. Параллельно происходит естественное увеличение влажности самих ПГП с 5%-8% до 20%-22%. Установлено, что ПГП во время процесса перераспределения влаги не деформируются, не изменяют геометрических параметров и внешнего вида. Таким образом, внутренние отделочные работы можно начинать через месяц после заливки пеногипса, не дожидаясь полного высыхания стен. Исследования показали, что стена из пеногипса с внутренней несъемной опалубкой из пазогребневых гипсовых плит является наиболее оптимальным вариантом по сравнению с другими.

В лаборатории НИИСФ РААСН проведены исследования влажностных и теплофизических характеристик пеногипса производства ООО "Уфимская гипсовая компания". В таблице 2 представлены основные эксплуатационные параметры пеногипса.

Таблица 2 Основные эксплуатационные параметры пеногипса производства ООО "Уфимская гипсовая компания"

№ п. п.

Наименование показателя

Метод испытания

Единицы измерения

Средние значения

1.

Плотность, среднее значение

ГОСТ 17177ГОСТ Р ЕН 1602

Кг/м3

400

2.

Теплопроводность в сухом состоянии, при t=25оС

ГОСТ 7076

Вт/(моС)

0,12

3.

Сорбция при 40%при 60%при 80%

При 90%

При 97%

ГОСТ 24816

%
    1,452,544,9 12,8 14,15

4.

Водопоглощение при полном погружении на 2 часа

ГОСТ 17177 и ГОСТ 23789

%, масс.

135

5.

Приращение теплопроводности на 1% влажности.

ГОСТ 7076

Вт/(моС%)

0,01

6.

Расчетные характеристики теплопроводности, при условиях эксплуатации конструкций А, при условиях эксплуатации конструкций Б

ГОСТ 7076,СП 23-101-2004

Вт/(моС)

Вт/(моС)
    0,17 0,26

7.

Паропроницаемость

ГОСТ 25898

Мг/(мчПа)

0,264

8.

Предел прочности при сжатии

ГОСТ 10180

МПа

0,8

9.

Коэффициент размягчения

ГОСТ 10180

-

0,31

10.

Коэффициент теплоусвоения

СП50.13330.2012

Вт/м2оС

Усл. экспл. А 2,28усл. экспл. Б 3,33

Проведенные исследования показали перспективность применения технологии заливочного пеногипса в ограждающие конструкции с несъемной или съемной опалубкой. При этом, необходимо отметить следующие факты:

Пеногипс, как и большинство теплоизоляционных материалов, не предназначен для эксплуатации во влажной среде. Однако, в исключительных случаях возможно периодическое замораживание и оттаивание влажного (свежая заливка, протечка атмосферной влаги и т. д.) пеногипса. Для исследования морозостойкости увлажненного пеногипса проведены циклы знакопеременного воздействия. Установлено, что при оттаивании в воде после замораживания на образцах после третьего цикла образовались крупные глубокие трещины. При оттаивании над водой снижение прочности образцов пеногипса после 15 циклов составило 8,5%, снижение прочности после 25 циклов составило 30%, снижение прочности после 35 циклов составило 47% от значений прочности контрольных образцов. Таким образом, катастрофического разрушения образцов не установлено, однако, процесс заливки пеногипса в конструкции целесообразно завершать за две-три недели до первых заморозков.

Испытания воздухопроницаемости пеногипса показали, что значение i=103х 5,64 кг/(м ч Па) сопоставимо с этим показателем для аналогичных пористых материалов. В зимний период через открытые поверхности пеногипса возможна инфильтрация воздуха и, соответственно, определенные теплопотери. Рекомендуется не оставлять открытые поверхности пеногипса, а закрывать их паропроницаемыми, но воздухонепроницаемыми материалами.

Теплотехнические, физико-механические показатели, а так же результаты натурного исследования эксплуатационных характеристик, полученные в работе, позволят совершенствовать технологию монолитного малоэтажного домостроения с применением пеногипса. Дальнейшие усилия по развитию технологии получения пеногипса (в частности гипсового вяжущего, композиционных составов и т. д.) целесообразно направить на снижение абсорбционных и адсорбционных свойств материала по отношению к воде, а так же снижение показателя зависимости теплопроводности от влажности.[2]

Похожие статьи




Теплоизоляционный пеногипс в малоэтажном строительстве - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве

Предыдущая | Следующая