Методическое пособие по проектированию керамзитобетонных ограждающих конструкций зданий и сооружений

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БОРО БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА КТБЖБ

Утверждаю

Генеральный директор, км.и.

_Давидюк    А.    А.

«    »    2019г.

УДК'658.512

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ НО ПРОЕКТИРОВАНИЮ КЕРАМЗИТОБЕТОННЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ II СООРУЖЕНИЙ

Заказчик: ФАУ «ФЦС»

Договор: № 173/2019 от 25.06.2019 г.

РУКОВОДИТЕЛЬ ТЕМЫ Генеральный директор

АО «И ПН Керамзит», к.т.н.    В.М.    Горни

Р/с 40702810338120009469 в ПАО «Сбербанк России- г. Москва

ИНН 7721775381 КПП 772Ю1001 БИК 044525225 К/С 30101810400000000225

109428. г Москва, ул. 2-я Институтская, дб. стр.15А.

♦7 (495) 286-70-01. WbefctOboton сот

WWW ktooeton.com

('одержание

Введение.................................................................................................................4

1    Область применения........................................................................................6

2    Нормативные ссылки.......................................................................................8

3    Термины и определения..................................................................................10

4    Общие положения............................................................................................12

5    Требования к материалам и изделиям...........................................................16

5.1    Керамзит.........................................................................................................16

5.2    Керамзнтобетон.............................................................................................18

5.3    Крупнопористый (беспесчаный) керамзитобетон.....................................20

5.4    Изделия из керамзитобетона........................................................................22

5.4.1    Блоки керамзитобетонные полнотелые и пустотелые...........................22

5.4.2    Блоки опалубки из керамзитобетона........................................................26

5.4.3    Блоки из беспесчаного крупнопористого керамзитобетона..................29

5.4.4    Жесткие керамзитобетонные плиты........................................................31

5.4.5    Панели зданий и сооружений...................................................................32

6    Конструктивные решения ограждающих конструкций из керамзита и

керамзитобетона....................................................................................................35

6.1    Конструкции стен из керамзитобетонных блоков.....................................38

6.2    Конструкции стен с использованием жестких теплоизоляционных

плит из беспесчаного керамзитобетона..............................................................41

6.3    Конструктивные решения при монолитно-панельном и сборном

домостроении.........................................................................................................41

6.4 Конструкции    с    применением керамзита    и    монолитного

керамзитобетона....................................................................................................41

7    Требования к обеспечению пожарной безопасности...................................43

Приложение    А    (Справочное)    Варианты    конструктивных    решений

наружных стен с использованием полнотелых керамзитобетонных

блоков.....................................................................................................................44

Приложение    Б    (Справочное)    Варианты    конструктивных    решений

наружных стен с использованием многощелевых керамзитобетонных

блоков.....................................................................................................................46

Приложение    В    (Справочное)    Варианты    конструктивных    решений

наружных стен с использованием блоков из беспесчаного

керамзитобетона....................................................................................................53

Приложение    Г    (Справочное)    Варианты    конструктивных    решений

наружных стен с использованием жестких теплоизоляционных плит из

беспесчаного керамзитобетона............................................................................56

Приложение    Д    (Справочное)    Варианты    конструктивных    решений

наружных стен при монолитно-панельном домостроении...............................57

Приложение    Е    (Справочное)    Варианты    конструктивных    решений

наружных стен с использованием керамзитовых засыпок и монолитног

о керамзитобетона.................................................................................................58

характеризуется зернистым строением и открытой непрерывной (сквозной) пористостью.

3.9    керамзитополистиролбетон плотной структуры (керамзитополистиролбетон): легкий бетон, в котором часть мелкого минерального пористого заполнителя частично (не более 25%) заменена вспененными гранулами полистирола (ПВГ). Наличие в Г1ВГ зерен крупностью более 5 мм не должно превышать 10% по массе.

3.10    керам зитобетон теплоизоляционный:    легкий    бетон,

предназначенный для изготовления теплоизоляционных изделий, устройства теплоизоляции чердаков, кровель, полов, теплоизоляции стен в колодцевой кладке, для теплоизоляции строительных конструкций, оборудования и трубопроводов.

3.11    керамзигобетон конструкционно-теплоизоляционный: легкий бетон, к которому предъявляются требования по механическим свойствам, долговечности и теплотехническим показателям.

3.12    керамзитобетон конструкционный: легкий бетон, к которому предъявляются требования по механическим свойствам и долговечности.

3.13 керамзитобетонный блок:    блок без    пустот или с

технологическими пустотами, имеющий стандартные геометрические размеры, выпускаемый по ГОСТ 33126 и ГОСТ 6133.

3.14    керамзитобетонная стеновая панель:    крупноразмерный

железобетонный плоский элемент стены заводского изготовления из керамзитобетона по ГОСТ 31310 и ГОСТ 32488.

3.15    жесткие керамзитобетонные плиты: плиты из беспесчаного керамзитобетона, предназначенные в основном для утепления фасадов эксплуатируемых зданий по ГОСТ Р 56506.

3.16    «теплый» раствор: цементный раствор на неорганических зернистых сыпучих минеральных материалах с плотностью зерен в сухом состоянии не более 1000 кг/м³.

Пособие, предназначение для проектных и строительных организаций, содержит    принципиальные    конструктивные    решения

теплоэнергоэффективных ограждающих конструкций из керамзита и керамзитобетона для жилых и общественных зданий.

Применение настоящего пособия предоставляет проектировщику практическую возможность реализации требований, заложенных в СП 50.13330 для более грамотного и рационального проектирования ограждающих конструкций из керамзитобетона.

Определенные трудности в применении требований СП 50.13330 могут быть связаны с необходимостью разработки программного обеспечения для реализации относительно сложного математического механизма данного СП в проведении теплотехнических расчетов при проектировании ограждающих конструкций зданий. В связи с этим, настоящее Пособие упрощает процесс проектирования путем предоставления готовых вариантов проектных решений ограждающих конструкций, приведенных в соответствующих Приложениях.

Кроме этого, пособие дополняет СП 50.13330 в части требований к теплофизическим показателям керамзитобетона поризованной структуры (керамзитопенобетона), крупнопористого керамзитобетона, а также в части примеров теплотехнических расчетов стеновых конструкций из керамзитобетонных блоков, включая высокопустотные вибропрессованные блоки несъемной опалубки (Приложение Н).

Стены зданий могут быть как несущие (опирающиеся и передающие на фундамент нагрузку от перекрытий и собственного веса стены), самонесущие (опирающиеся и передающие на фундамент нагрузку от собственного веса) и ненесущие (опирающиеся на перекрытие в пределах одного этажа при высоте этажа не более 6 м) из штучных материалов (керамзитобетонные блоки), керамзитобетонных панелей, монолитного керамзитобетона.

Согласно СП 351.1325800 выбор конструктивных решений должен производиться исходя из технико-экономической целесообразности их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, энергоемкости, трудоемкости и стоимости строительства. Всем этим критериям отвечают ограждающие конструкции из керамзитобетона.

При проектировании тепловой защиты зданий следует руководствоваться требованиями СП 50.13330 и указаниями СП 345.1325800, а также ГОСТ 54851 и ГОСТ Р 54855.

Противопожарные мероприятия разрабатываются в соответствии с требованиями к проектированию системы противопожарной защиты согласно СП 112.13330 «СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений».

Теплоэффективные наружные стены из облегченных керамзитобетонных блоков могут применяться для жилых и общественных зданий любой этажности, несущие конструкции которых выполняются как в

крупнопанельном сборном исполнении, так и из монолитного железобетона. Наружные ненесущие стены опираются, как правило, на края несущих железобетонных плит перекрытий или специальных опорных балок. Наружные стены из облегченных керамзитобетонных блоков облицовываются кирпичом снаружи и оштукатуриваются изнутри или оштукатуриваются с двух сторон; возможно также устройство на фасаде вентилируемого экрана.

При выполнении облицовки фасадной стены другими (кроме кирпича) материалами необходимо учитывать возможную разницу в усадках материала стены и облицовки.

Шаги вертикальных несущих конструкций ограничиваются лишь общими требованиями прочности и устойчивости всего здания от действия вертикальных и ветровых нагрузок. Наиболее распространены в крупнопанельных жилых и общественных зданиях шаги от 3 до 7,2 м, а в зданиях из монолитного железобетона от 3,6 до 7,5 м.

Высота этажа в жилых зданиях от 2,8 до 3,3 м; в общественных зданиях от 3,3 до 4,2 м.

В условиях конкретной градостроительной ситуации предусматривается выполнение акустического расчета по конкретным шумовым характеристикам и определяется вариант заполнения оконных (дверных) проемов в наружных стенах, рекомендованного территориальным Каталогом для строительства в г. Москве.

Несущие железобетонные конструкции, в первую очередь, перекрытия, должны иметь решения, позволяющие непосредственно производить на них кладку наружных стен из облегченных керамзитобетонных блоков и надежно крепить ее к плитам перекрытий и несущим стенам. При больших пролетах перекрытий (более 3,6 м) при необходимости следует предусматривать контурные балки или ребра, обеспечивающие дополнительную опору или жесткость краевых участков плит перекрытий под наружными стенами. При соответствующем обосновании плиты перекрытий больших пролетов могут изготавливаться с преднапряженной арматурой, в частности, в виде струнобетонных брусков.

В случае опирания наружных стен непосредственно на край плиты перекрытия в последней предусматриваются «окна», заполняемые вкладышами из минеральной ваты. Край перекрытия не доходит до наружной поверхности стены на 30 мм; этот зазор заполняется при облицовке кирпичом декоративными плитками или пластинами, вырезанными из кирпича, а при оштукатуривании фасада - штукату ркой.

В случае усиления края плиты дополнительными опорными балками таврового сечения «окна» устраивают в полках балок. При балках прямоугольною сечения, а также при наличии у плит ребер теплоизоляция устраивается с наружной стороны балок или ребер.

Сборные опорные балки могут опираться на выступы поперечных несущих стен, а при недостаточной длине поперечных стен - на сборные или сборно-монолитные колонны-пилястры, пристыкованные к наружным стенам.

Толщина плит перекрытий в крупнопанельных жилых и общественных зданиях 140, 160 мм; в зданиях из монолитного железобетона - от 160 до 250 мм (в зависимости от шага несущих стен).

Конструкции внутренних несущих стен принимаются при конкретном проектировании.

Ненесущие наружные стены поэтажно опираются на перекрытия. Наружные стены предусматриваются слоистой конструкции с внутренним слоем из облегченных керамзитобетонных блоков СКЦ, средним слоем из эффективного утеплителя и наружным отделочным слоем.

Внутренний слой из блоков СКЦ (стеновые камни цементные) по ГОСТ 6133 предусматривается толщиной 190 мм (один ложковый ряд). Внутренняя поверхность кладки штукатурится.

Наружный слой может выполняться в трех вариантах:    из

облицовочного кирпича, штукатурки, с вентилируемым экраном.

Кирпичная облицовка выполняется из облицовочного кирпича толщиной слоя 120 мм с плотностью кладки 1600 кг/м³. Облицовку крепят к кладке из блоков коррозионностойкими гибкими металлическими связями 04мм, устанавливаемыми через 600 мм по высоте (3 ряда блоков) с шагом 800-1000 мм, замоноличиваемыми в горизонтальные швы облицовки и кладки. Связи анкеруют сетками из коррозионностойкой проволоки 04 мм.

В случае оштукатуривания фасада основным решением является штукатурка толщиной 10-12 мм по сетке из стеклопластика цементнопесчаным или смешанным раствором с последующей окраской атмосферостойкими составами. Возможно применение накладных декоративных элементов из гипса, композиционных материалов и др.

При облицовке фасада кирпичом в качестве утеплителя применяется пенополистирол /=40 кг/м³ толщиной 190 мм с рассечками из минераловатных плит /=80 кг/м³ в уровне перекрытий, под оконным проемом и над ним.

В случае оштукатуривания фасада в зданиях высотой до 12 этажей в качестве утеплителя применяется пенополистирол /=40 кг/м³ толщиной 150 мм с рассечками из минераловатных плит /=80 кг/м³ в уровне перекрытий, под оконным проемом и над ним. В более высоких зданиях в качестве утеплителя применяются только минераловатные плиты /=175 кг/м³ толщиной 150 мм.

В случае устройства на фасаде вентилируемого экрана в качестве утеплителя для зданий любой этажности применяются минераловатные плиты Y-110 кг/м³ толщиной 150 мм.

В общем случае при других конструкциях и материалах наружных стен толщина теплоизоляционного слоя определяется теплотехническим расчетом по методике, приведенной в Приложении Т, с учетом особенностей объемнопланировочного и конструктивного решения здания.

Над проемами в случае отсутствия в плитах перекрытий дополнительных опорных балок или выступающих ребер укладывают железобетонные перемычки, а при наличии балок или ребер они выполняют одновременно и функции перемычек. Высота сечения перемычек 140 мм

14

стандартная, ширина же в связи со спецификой слоистых стен принята 60 и 90 мм.

Антикоррозионная защита закладных деталей и связей в узлах сопряжения наружных стен с внутренними конструкциями и между слоями наружных стен осуществляется в соответствии с СП 28.13330. Во всех случаях закладные детали, кроме того, должны быть защищены слоем цементно-песчаного раствора (на портландцементе) марки не ниже 150 толщиной не менее 20 мм.

Работы по возведению стен из облегченных керамзитобетонных блоков СКЦ выполняются по утвержденному проекту' производства работ (ППР), разрабатываемому с учетом требований СП 48.13330 и СП 70.13330.

Привязка конструктивных решений может изменятся в зависимости от особенностей проектируемого объекта.

В пособии не приводятся порядовки кладки, являющиеся обязательными в конктрстном проектировании.

Пособие не устанавливает также принципов назначения осей здания, которое являются общими, а для наружных стен назначаются, исходя из особенностей проекта.

Пособие предполагает разработку несущих конструкций зданий только после принятия решений о форме и конструкции наружных и внутренних стен.

5 Требования к материалам и изделиям

5.1 Керамзит

По своим физико-механическим показателям керамзит должен соответствовать требованиям ГОСТ 32496 и ГОСТ 32497.

Керамзитовая технология позволяет получать широкую номенклатуру керамзитового гравия в зависимости от его насыпной плотности и прочности:

-    особо легкий гравий - с насыпной плотностью у = 100-250 кг/м³, прочностью R = 0,5-0,7 МПа;

-    легкий гравий - у = 250-500 кг/м³, R = 0,7-2,5 МПа;

-    гравий с повышенной прочностью - у >500 кг/м³, R = 2,5-10,0 МПа.

В зависимости от размера зерен керамзитовый заполнитель

изготавливают следующих фракций: от 0 до 5 мм - керамзитовый песок (дробленый или обжиговый); от 5 до 10 мм; от 10 до 20 мм; от 20 до 40 мм.

Соотношения между насыпной плотностью и прочностью керамзитового гравия и щебня представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Соотношение между насыпной плотностью и прочностью керамзита

Наименование Насыпная плотность, кг/м’ Марка по насыпной плотности Прочность. МПа Марка по прочности, не менее Керамзитовый гравий Св 100 до 150 Ml 50 До 0.5 П15 « 150 « 200 М2 00 До 0.5 П15 « 200 « 250 М250 0.5-0.7 П25 « 250 « 300 мзоо 0.7-1.0 П35 « 300 « 350 М350 1.0-1.5 П50 « 350 « 400 М400 1.0-1.5 П50 « 400 « 450 М450 1.5-2.0 П75 « 450 « 500 М500 2.0-2.5 П100 « 500 « 600 М600 2.5-3.3 П125 « 600 « 700 М700 3.3-4.5 П150 « 700 « 800 М8(К) 4.5-5.5 П200 « 800 « 900 М900 5.5-6.5 П250 « 900 « 1000 Ml 000 6.5-8.0 пзоо « 1000« 1100 Ml 100 8.0-10.0 П350 « 1100 « 1000 Ml 200 более 10.0 П400 Керамзитовый щебень Св. 100 до 150 Ml 50 до 0.5 П15 « 150« 200 M200 до 0.5 П15 «щ « 200 « 250 M250 до 0.5 П15 « 250 « 300 МЗОО 0.5-0.6 П35 « 300 « 350 M350 0.6-0.8 П50 « 350 « 400 M400 0.6-0.8 П50 « 400 « 450 M450 0.8-1.2 П75 « 450 « 500 M500 1.2-1.6 П100 « 500 « 600 M600 1.6-2.0 П125 « 600 « 700 M700 2.0-3.0 П150 « 700 « 800 M800 3.0-4.0 П200 « 800 « 900 M900 4.0-5.0 П250 « 900 « 1000 Ml 000 5.0-6.0 ПЗОО « 1000« 1100 Ml 100 6.0-7.0 П350 « 1100 « 1000 Ml 200 7.0-8.0 П400

Для керамзита характерны атмосфероустойчивость, долговечность, пожаробезопасность: не горюч, не содержит коррозионных компонентов, бностоек (не поддается гниению, развитию паразитов), не имеет запаха, не обладает способностью вступать в химические реакции с другими видами материалов, имеет высокую степень тепловой инерции и высокий уровень адгезии со строительными смесями и растворами, обладает хорошими звукоизолирующими свойствами, позволяет материалу и конструкциям, изготовленным из него, «дышать».

Отличительной особенностью керамзита от других пористых заполнителей является его высокая прочность при малой плотности.

Керамзитовый гравий в засыпке характеризуется низким коэффициентом теплопроводности.

Основные значения теплофизических характеристик гравия керамзитовою в засыпке приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Расчетные теплотехнические показатели керамзитового гравия в засыпке

Наименование показателя Значения показателя Насыпная платность, кг/м' 150 200 250 300 350 400 450 500 600 Коэффициент теплопроводности. Вт/(м °С) в сухом СОСТОЯНИИ (Яо) 0.08 0.090 0.099 0,108 0.115 0,12 0.13 0.14 0,14 в условиях эксплуатации А (/*,) 0.09 0.10 0,11 0,12 0.125 0,13 0.14 0,15 0,17 в условиях эксплуатации Ь (X*) 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.145 0.155 0.165 0,19 Удельная теплоемкость в сухом состоянии Со. кДж/(кг°С) 0.84 Коэффициент паропроннцае мости ц. мг/(м ч Па) 0.28 0.27 0.26 0.25 0.245 0.24 0.235 0.23 0.23 Коэффициент теплоусвосння при периоде 24 ч. Вт/(м; ч): в условиях эксплуатации A(s.) 1.1 1.16 1.22 1.56 1.72 1.87 2.06 2.25 2.62 в условиях эксплуатации Б (&г.) 1,15 1,24 1,3 1,66 1,86 2.02 2,22 2,41 2.83 Расчетное массовое отношение влаги в материале, %: в условиях эксплуатации А(со,) 2 в условиях эксплуатации Ь (ох-.) 3

Требования к показателям качества керамзитового гравия и щебня, характеризующего его долговечность, нормируются ГОСТ 32496, ГОСТ 32497 и приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 - Требования к показателям качества керамзитового гравия и щебня

Наименование показателя Единицы Допустимые измерения значения Морозостойкость, нс менее Количество циклов 15 Потеря массы, нс более: после 15 циклов попеременного замораживания и опаивания % по массе X после 3 циклов в растворе сернистого натрия 8 Потеря массы, нс более: при кипячении % по массе 5 при прокаливании — при силикатном распаде - Содержание водорастворимых сернистых и сернокислых соединении в пересчете на SCK не более % по массе 1 Коэффициент размягчения, нс менее - 0.75 Содержание расколотых зерен, не более % по массе 15 Водопоглощсннс в течение 1 часа, нс более: до М400 % по массе 30 от М450 до М600 25 для М700 и Ml000 20 Коэффициент формы зерен, нс более - 1,5

5.2 Керамзмтобстн

Керамзитобетон должен удовлетворять требованиям ГОСТ 25820.

Керамзитобетон по основному назначению подразделяют на:

-    теплоизоляционный;

-    конструкционно-теплоизоляционный;

-    конструкционный.

По структуре керамзитобетон подразделяют на:

-    плотный;

-    поризованный;

-    крупнопористый.

По способу порообразования керамзитобетон подразделяют на бетоны, поризуемые:

-    пеной;

-    воздухововлекающими добавками.

Термины и определения видов керамзитобетона приведены в ГОСТ 25192.

К теплоизоляционному керамзитобетону следует относить бетоны крупнопористой и поризованной структур плотностью 200-500 кг/м³ классов по прочности В0,5-В2,0.

К конструкционно-теплоизоляционному бетону относят керамзитобетон плотной и поризованной структур плотностью 500-1400 кг/м³ классов по прочности В1,5-В10.

К конструкционному бетону относят керамзитобетон плотной структуры плотностью 1100-2000 кг/м³ классов по прочности В12,5-В40.

Керамзитобетон сочетает в себе такие свойства, как прочность, высокая морозостойкость, долговечность, экологичность, низкая эксплуатационная влажность, огнестойкость и пожаробезопасность.

Повышенная эксплуатационная надежность керамзитобетона обусловлена сохранением исходных технологических свойств на всем протяжении эксплуатации зданий, сооружений и без каких-либо ремонтновосстановительных работ.

Теплотехнические показатели керамзитобетона на керамзитовом песке устанавливают экспериментально или принимают по СП 50.13330 (см. таблицу 5.4).

Таблица 5.4 - Теплотехнические показатели керамзитобетона

11аиУ!сноианис показателя, од изм. Значения цоканием Средняя идейность, кг/м’ 300 •ИХ) 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1800 К<Гм|х|»1НИСН1 та ltoi фово.цюсти, Вт/(м°С) в алом состоянии 0л) 0.11 0.12 0.14 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 0.32 0.36 0.41 0.47 0.52 0.58 0.66 в условиях эксплуатации Л (X*) 0.115 0.130 0.16 0.19 0.22 0.24 0.28 0.33 0.38 0.44 0.5 0.56 0.61 0.67 0.8 в условиях эксплуатации Б (Хл) 0.140 0.170 0.22 0.25 0.28 0.31 0.36 0.41 0.46 0.52 0.58 0.65 0.72 0.79 0.92 Удельная ла шосмкость в СУХОМ состоянии Со. кДжАкг °С) 0.84 Ко'м|х|>ИЦИС1ГГ паронроницаехюсги ц, упЛугч Па) 0.37 0.33 0.3 0.26 0.23 0.19 0.17 0.14 0.12 0.11 0.1 0.098 0.094 0.09 0.09 Ком|х|>ициснл тешюусвоения при периоде 24 ч. Вт/(м*’ч): в условиях WCILIVUIUHHH Л(S.) 1.75 2.15 2.55 3.03 3.43 3.83 4.44 5.03 5.7 6.36 7.06 7.75 8.4 9.06 10.5 В УСЛОВИЯХ эксплуатации Б (so) 2.22 2.72 3.25 3.78 4.27 4.77 5.45 6.13 6.85 7.57 8.4 9.14 9.96 10.77 12.33 Расчетное ушссовое отношение к.лаш в материале, %: в условиях эксплуатации А(ссО 5 в условиях эксплуатации Ь (су,) 10

На основании опыта применения керамзитопенобетона в строительстве и обработке большого числа экспериментальных данных установлено, что исключение из состава керамзитобетона керамзитового песка и замена растворной части бетона на поризованный цемент даст возможность снизить плотность керамзитобетона на 150-200 кг/м³, в зависимости от насыпной плотности и прочности керамзитового гравия, при сохранении прочности

керамзитобетона на сжатие. При этом снижается сорбционная влажность керамзитобетона на 2-4 %.

На основании многочисленных экспериментальных данных НИИЖБ, ЦНИИЭПжилища, ЦНИИСельстроя и др. организаций и их обработки установлено, что расчетные теплофизические характеристики керамзитобетона могут приниматься по таблице 5. 5 или устанавливаться экспериментально.

Керамзитопенобетон эффективен в полнотелых блоках из керамзитового гравия и щебня.

Таблица 5.5 - Расчетные теплотехнические показатели керамзитобетона норнзованной структуры (керамзнтопенобетона)_

Наименование показателя, ед. нзм. Значения показателя Средняя плотность, кг/м’ 400 500 600 700 800 9000 1000 Коэффициент теплопроводности. Вт/(м °С) в сухом СОСТОЯНИИ (Хо) 0.11 0,12 0,13 0,15 0,17 0,20 0,23 в условиях эксплуатации А ()«,) 0.12 0.14 0.16 0.19 0.21 0.24 0.27 в условиях эксплуатации Б (X*) 0.15 0,18 0,21 0,24 0,26 0,31 0,36 Удельная теплоемкость в сухом состоянии С„, кДж/(кг °С) 0.84 Коэффициент паропроницаемостн ц. мг/(м ч Па) 0,275 0.245 0.215 0.195 0.185 0.165 0.125 Коэффициент теплоусвоейня при периоде 24 ч, Вт/(м: ч): в условиях эксплуатации A(s.) 2.03 2.36 2.86 2.99 3.36 3.87 4.58 в условиях эксплуатации Б (sc>) 2.46 2,93 3,35 3.74 4.45 5,03 5,99 Расчетное массовое отношение влаги в материале. %: в условиях эксплуатации А(й><) 4 в условиях эксплуатации Б (ох-.) 8

Для уменьшения плотности без снижения прочности, улучшения теплофизических характеристик керамзитобетона на керамзитовом песке рекомендуется заменять часть керамзитового песка (ориентировочно до 25%) гранулированным полистиролом с крупностью зерен не более 5 мм. В этом случае плотность керамзитополистиролбетона снижается на 80-180 кг/м¹, а теплопроводность и сорбционные свойства улучшаются на 10-15%.

5.3 Крупнопористый (беспесчанын) корим ш i обе юн

Требования и показатели качества керамзитобетона различных структур должны соответствовать требованиям ГОСТ 25820. Требуемые свойства обеспечиваются выбором соответствующих материалов и оптимизацией технологии их получения по критериям техникоэкономической эффективности.

Приложение Ж (Справочное) Варианты исполнения ограждений с применением керамзита и керамзитобетона в подвальных, чердачных

перекрытиях и покрытиях плоских крыш..........................................................60

Приложение 3 (Справочное) Примеры расчетов и конструирования ненесущих стен из керамзитобетонных блоков для применения в

каркасных сборно-монолитных зданиях............................................................71

Приложение И (Справочное) Примеры расчетов и конструирования самонесущих стен из керамзитобетонных блоков для применения в

каркасных сборно-монолитных зданиях............................................................93

Приложение И.1 (Справочное) Примеры самонесущих стен из

керамзитобетонных блоков..................................................................................112

Приложение К (Справочное) Конструктивные решения несущих стен из

керамзитоб етонных блоков на примере трехэтажных зданий........................113

Приложени Л (Справочное) Примеры типов, размеров, форм блоков

опалубки, расположения пустот и утеплителя...................................................144

Приложение М (Справочное) Примеры выполнения типовых узлов

конструкций с применением блоков опалубки из керамзитобетона...............149

Приложение Н (Справочное) Примеры теплотехнических расчетов

наружных стен с применением блоков опалубки из керамзитобетона...........177

Приложение О (Справочное) Варианты конструктивных решений

наружных стен при сборно-панельном домостроении.....................................188

Приложение 0.1 (Справочное) Определение минимальной температу ры в узлах сопряжения стеновых панелей с плитами перекрытия с учетом

теплопроводных включений................................................................................190

Приложение П (Справочное) Методика расчета влажностного режима

ограждения.............................................................................................................202

Список использованных источников..................................................................206 ¹

Не менее эффективным способом изготовления и возведения теплоэнергоэффективных ограждающих конструкций зданий различного назначения является использование керамзитового гравия одной крупности в крупнопористом керамзитобетоне.

В связи с этим возрос интерес к крупнопористому керамзитобетону, получаемому по новой технологии. Бетон получают в специальном капсуляторе за счет обволакивания зерен керамзита цементным молоком. Крупнопористый керамзитобетон авторами разработки назван термином «КАПСИМЕТ». Существуют и другие технологии получения крупнопористого керамзитобетона. В частности аналогичная технология разработана в АО «НИИКерамзит».

В крупнопористом (беспесчаном) керамзитобетоне относительная доля растворной части существенно уменьшается и воздух заполняет всю межзерновую пустотность крупного керамзитового гравия, покрытого тонким слоем цементного камня.

Как известно, воздух является самым лучшим теплоизолятором, так как значение его коэффициента теплопроводности составляет W = 0,0259 Вт/(м °С) при температуре t = 20°С. В воздушных порах передача тепла осуществляется путем теплопроводности, конвекции и излучения. Значение эквивалентного коэффициента теплопроводности воздушной прослойки определяется по формуле:

^— "**

где - значение коэффициента теплопроводности воздуха, Вт/(м*°С);

е_к - коэффициент, учитывающий влияние естественной конвекции,

^Ек -1;

а., - коэффициент теплоотдаче излучением, Вт/(м °С); б - толщина воздушной прослойки, равная среднему размеру воздушной поры, м.

Средняя установившаяся влажность беспесчаного керамзитобетона составляет лишь 2-4%. Это объясняется тем, что основная влага в керамзитобетоне содержится в цементном камне.

Применение крупнопористого керамзитобетона исключает проблемы, связанные с переувлажнением ограждающих конструкций, обеспечивая при этом высокие показатели теплозащиты зданий и сооружений.

Следует отметить следующие особенности крупнопористого беспесчаного керамзитобетона:    простоту двухкомпонентного состава

твердой части бетонной смеси; небольшую объемную массу; хорошую звукоизоляцию; хорошие теплоизоляционные свойства; высокую воздухопроницаемость; высокую огнестойкость (более 2 ч); хорошие конструктивные свойства; высокую экологическую чистоту.

Крупнопористый керамзитобетон рекомендуется применять, как правило, в неармированных элементах конструкций. Армирование допускается лишь конструктивное при соблюдении требований зашиты арматуры от коррозии по СП 28.13330.

Настоящее методическое пособие разработано в развитие положений СП 50.13330.2012 «СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий» для разъяснения особенностей проектирования жилых, производственных и общественных зданий с применением керамзитобетона.

Применение настоящего методического пособия позволит повысить качество выполняемых проектных работ, сократить сроки и снизить стоимость проектирования за счет использования типовых единых практических подходов к выполнению работ на основе унифицированных методик и технологий, а также станет основой для проведения независимых экспертных оценок выполненных работ, что приведет к снижению рисков возникновения аварийных ситуаций и повышению безопасной эксплуатации строительных объектов.

Методическое пособие разработано авторским коллективом Акционерного общества «НИИКерамзит» (АО «НИИКерамзит») - и Акционерного общества «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство»).

Исполнители:    генеральный    директор    АО    «НИИКерамзит»,    к.т.н.,

Горин В.М., директор АО «НИИКерамзит» Токарева С.А., ведущий научный сотрудник АО «НИИКерамзит» Авакова В.Д., инженер АО «НИИКерамзит» Черткова Н.М. (Введение; 1 Область применения; 2 Нормативные ссылки; 3 Термины и определения; 4 Общие положения; 5 Требования к материалам и изделиям:    5.1 Керамзит, 5.2 Керамзитобетон, 5.3 Крупнопористый

(беспесчаный) керамзитобетон, 5.4 Изделия из керамзитобетона, 5.4.3 Блоки из беспесчаного крупнопористого керамзитобетона, 5.4.4 Жесткие керамзитобетонные плиты, 5.4.5 Панели зданий и сооружений; 6 Конструктивные решения ограждающих конструкций из керамзита и керамзитобетона:    6.2    Конструкции    стен    с    использованием жестких

теплоизоляционных плит из беспесчаного керамзитобетона, 6.4 Конструкции с применением керамзита и монолитного керамзитобетона; 7 Требования к обеспечению пожарной безопасности; Приложения А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, 3, И, И.1, К, Л, П); заведующий лабораторией №13 НИИЖБ им.А.А.Гвоздева АО «НИЦ «Строительство», д.т.н., профессор, академик МИА, эксперт РАН Степанова В.Ф., главный научный сотрудник лаборатории №13 НИИЖБ им. А.А.Гвоздева АО «НИЦ «Строительство», к.т.н Савин В.И., заведующий сектором лаборатории №14 НИИЖБ им.А.А.Гвоздева АО «НИЦ «Строительство», к.т.н. Строцкий В.Н, заведующий лабораторией №14 НИИЖБ им.А.А.Гвоздева АО «НИЦ «Строительство» Зимин С.Г., инженер лаборатории №13 НИИЖБ им.А.А.Гвоздева, АО «НИЦ «Строительство» Родин А.И. (1 Область применения; 2 Нормативные ссылки; 3 Термины и определения; 4 Общие положения; 5 Требования к материалам и изделиям; 5.4.1 Блоки керамзитобетонные полнотелые и пустотелые; 5.4.2 Блоки опалубки из керамзитобетона; 6 Конструктивные решения ограждающих конструкций из керамзита и керамзитобетона: 6.1 Конструкции стен из керамзитобетонных блоков, 6.3 Конструктивные решения при монолитно-

1 Область применения

Настоящее Методическое пособие (далее - пособие) распространяется на проектирование тепловой защиты строящихся или реконструируемых жилых, общественных, производственных, сельскохозяйственных и складских зданий, в которых необходимо поддерживать определенный тем пературно-влажностны й режим.

Пособие содержит техническую документацию, материалы для проектирования зданий и сооружений (жилых - СП 54.13330, общественных - СГ1 118.13330), в ограждающих конструкциях которых применяется керамзит и керамзитобетон.

Пособие не распространяются на тепловую защиту:

-    культовых зданий;

жилых и общественных зданий, отапливаемых периодически (менее трех дней в неделю) или сезонно (непрерывно менее трех месяцев в году);

временных зданий, находящихся в эксплуатации не более двух отопительных сезонов;

-    теплиц, парников и зданий холодильников;

-    зданий, строений, сооружений, которые в соответствии с законодательством Российской Федерации отнесены к объектам культурного наследия (памятникам истории и культуры);

В пособии (в разделе 6) разъяснены особенности проектирования тепловой защиты ограждающих конструкций (стен) зданий с применением высокопустотных вибропрессованных блоков несъемной опалубки из керамзитобетона, керамзитобетонных полнотелых и пустотелых блоков (без термовкладышей и с термовкладышами), блоков из крупнопористого керамзитобетона.

Высокопустотные вибропрессованные блоки опалубки из керамзитобетона плотностью 500-1000 кг/м³, классов по прочности при сжатии керамзитобетона В1,5-В10 являются элементами несъемной опалубки для возведения монолитных и сборно-монолитных бетонных и железобетонных самонесущих и несущих ограждающих конструкций различной конфигу рации и размеров.

В пособии (в разделе 5) включены и разъяснены требования, предъявляемые к теплотехническим показателям не только для керамзитобетона плотной структуры, но также и для керамзитобетона поризованной структуры (керамзитопенобетона) и крупнопористого керамзитобетона.

Приведены требования к теплотехническим показателям керамзитобетонных полнотелых и пустотелых блоков (включая блоки с термовкладышами),    высокопустотных    вибропрессованных

керамзитобетонных блоков несъемной опалубки, блоков из крупнопористого керамзитобетона, а также жестких керамзитобстонных плит и панелей зданий и сооружений.

В пособии даны рекомендации по применению всех возможных вариантов конструктивных решений ограждающих конструкций из керамзитобетонных блоков. В Приложенях к Пособию представлены варианты конструктивных решений из керамзитобетонных блоков, включая блоки полнотелые, пустотелые, высокопустотные вибропрессованные блоки несъемной опалубки, а также стен с использованием жестких теплоизоляционных плит из крупнопористого керамзитобетона, монолитного керамзитобетона и сборных керамзитобетонных стеновых панелей.

Пособие разработано в развитие положений СП50.13330 в части раздела 5 (п.5.2; п.5.5; п.5.7). Приложение Т (таблица Т. 1); Приложение Е.

Методическое пособие разработано в соответствии с СП 15.13330, СП 20.13330, СП 50.13330, СП 54.13330, СП 63.13330, СП 118.13330.

2 Нормативные ссылки

В настоящем пособии использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 21.1101 -2013 «Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации» ГОСТ 6133-99 «Камни бетонные стеновые. Технические условия»

ГОСТ 9758-2012 «Заполнители пористые неорганические для строительны работ. Методы испытаний»

ГОСТ 11024-2012 «Панели стеновые наружные бетонные и железобетонные для жилых и общественных зданий. Общие технические условия»

ГОСТ 14192-96 «Маркировка грузов»

ГОСТ 19010-82 «Блоки стеновые бетонные и железобетонные для зданий. Общие технические условия»

ГОСТ 25192-2012 «Бетоны. Классификация и общие технические требования»

ГОСТ 25820-2014 «Бетоны легкие. Технические условия»

ГОСТ 27006-2019 «Бетоны. Правила подбора состава»

ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения»

ГОСТ 31310-2015 «Панели стеновые трехслойные железобетонные с эффективным утеплителем. Общие технические условия»

ГОСТ 32488-2013 «Панели стеновые наружные железобетонные из керамзитобетона для жилых и общественных зданий. Технические условия» ГОСТ 32496-2013 «Заполнители пористые для легких бетонов. Технические условия»

ГОСТ 32497-2013 «Заполнители пористые теплоизоляционные для зданий и сооружений. Технические условия»

ГОСТ 33126-2014 «Блоки керамзитобетонные стеновые. Технические условия»

ГОСТ Р 52085-2003 «Опалубка. Общие технические условия»

ГОСТ 54851-2011 «Конструкции строительные ограждающие неоднородные. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче»

ГОСТ Р 54855-2011 «Материалы и изделия строительные. Определение расчетных значений теплофизических характеристик»

ГОСТ Р 56506-2015 «Плиты из крупнопористого керамзитобетона теплоизоляционные. Технические условия»

СП 20.13330.2016 «СНнП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»

СП 28.13330.2012 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»

СП 48.13330.2011 «СНнП 12-01-2004 Организация строительства»

СП 50.13330.2012 «СНнП 23-02-2003 Тепловая защита зданий»

СП 54.13330.2016 «СНнП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные» СП 63.13330.2012 «СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения»

СП 70.13330.2012 «СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции»

СП 112.13330.2011 «СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений»

СП 118.13330.2012* «СНиП 31-06-2009 Общественные здания и сооружения»

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-02-99*Строительная климатология»

СП 345.1325800.2017 «Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты»

СП 351.1325800.2017 «Бетонные и железобетонные конструкции из легких бетонов. Правила проектирования»

СП 414.1325800.2018 «Несъемная опалубка. Правила проектирования»

3 Термины и о пределе и и и

В настоящем пособии использованы термины и определения, установленные в стандартах Российской Федерации:    ГОСТ 25192,

ГОСТ 25820, ГОСТ 32496, ГОСТ 32497, ГОСТ 33126, а также термины с соответствующими определениями, относящиеся к области применения данного пособия.

3.1    керамзит: искусственный пористый материал ячеистого строения, получаемый ускоренным обжигом легкоплавких глин. В зависимости от принятой технологии производства зерна керамзита могут иметь различную форму (гравия или щебня). Свойства керамзита зависят от свойств исходного глинистого сырья и условий его подготовки, обжига, охлаждения.

3.2    гравий керамзитовый: искусственный пористый заполнитель ячеистого строения округлой или гравелистой формы с шероховатой поверхностью, полученный при вспучивании (увеличении в объеме) полуфабриката в результате обжига легкоплавкого глинистого сырья.

3.3    щебень керамзитовый: искусственный пористый заполнитель произвольной, преимущественно угловатой формы, полученный при вспучивании в результате обжига фракционированного камнеподобного глинистого сырья или дроблении керамзита фракции более 20 мм.

3.4    песок керамзитовый: искусственный пористый заполнитель произвольной формы, с размером зерен менее 5 мм, полученный при обжиге мелких фракций полуфабриката или дроблении керамзита.

3.5    керамзнтобетон:    затвердевший искусственный конгломерат,

образованный из специально подобранной смеси керамзита, песка, вяжущего, добавок и воды. Керамзит, входящий в бетон, составляет основную часть его объема, в то время как вяжущее с водой занимает лишь межзерновое    пространство.    Поэтому,    своими    специфическими

особенностями керамзнтобетон в значительной степени обязан керамзиту.

3.6    керамзнтобетон плотной структуры (плотный): керамзнтобетон с мелким (плотным или пористым) заполнителем, у которого все пространство между зернами керамзитового гравия или щебня заполнено затвердевшим раствором и порами вовлеченного воздуха, образованных за счет применения добавок, регулирующих пористость бетонной смеси и бетона.

3.7    керамзнтобетон    поризованной    структуры

(керамзнтопенобетон): керамзнтобетон без мелкого заполнителя, у которого пространство между зернами керамзитового гравия или щебня заполнено затвердевшим поризованным цементным камнем, образованным за счет применения добавок, регулирующих пористость бетонной смеси и бетона (технической пеной или воздухововлекающими добавками).

3.8    керамзнтобетон крупнопористой структуры (крупнопористый): керамзнтобетон без мелкого заполнителя, в котором керамзитовый гравий скреплен небольшим количеством цементного камня, который, обволакивая тонким слоем зерна крупного заполнителя, не заполняет межзерновую пустотность заполнителя. Структура крупнопористого керамзитобетона

ю

1