Строительная конструкция

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным тонкостенным, в том числе пространственным, конструкциям с высокой огнестойкостью и можно применять в зданиях первой степени огнестойкости. Строительная конструкция, включающая конструктивный слой толщиной 20-50 мм из армоцемента или железобетона и огнезащитный слой толщиной 15-25 мм из имеющего среднюю плотность 450-750 кг/м³ вермикулитобетона из смеси, содержащей добавки золы теплоэлектроцентрали 20-30% и смолы древесной омыленной 0,3-0,4% от веса портландцемента, при этом каждый из слоев в процессе бетонирования армирован тканой сеткой, размещенной в конструктивном слое на расстоянии 4-5 мм, а в огнезащитном - на расстоянии 2 мм от границы слоев. Технический результат - повышение предела огнестойкости двухслойных конструкций за счет интенсивной теплоотдачи с необогреваемой поверхности, а также повышение долговечности и надежности строительной конструкции. 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным тонкостенным, в том числе пространственным, конструкциям с высокими огнезащитными свойствами.

Известны строительные конструкции, включающие железобетонное тело и огнезащитное покрытие. Для огнезащиты строительных конструкций применяются теплоизоляционные материалы в виде облицовки из плитных, листовых, штучных изделий, а также штукатурок [1, 2]. Нанесение огнезащитных теплоизолирующих покрытий на строительные конструкции на строительной площадке имеет ряд недостатков: большие трудозатраты; перерасход материалов при штукатурке из-за отскоков и трудности соблюдения проектной толщины; низкая прочность сцепления огнезащитного покрытия с затвердевшим бетоном защищаемой конструкции, что снижает надежность работы конструкции во время эксплуатации и особенно при пожаре. Отмеченных недостатков можно устранить нанесением огнезащитных покрытий в заводских условиях.

Наиболее близким является строительная конструкция по а.с. № 1222776 [3]. Строительная конструкция содержит бетонное тело толщиной 20-100 мм и огнезащитное покрытие в виде слоя тканой сетки, выполненной из базальтового холста толщиной 4-6 мм, причем поверх слоя тканой сетки расположен слой цементного раствора толщиной 1-1,5 мм, а слой тканой сетки пропитан цементным раствором.

Недостатками конструкции являются: низкое качество конструкции из-за трудности соблюдения проектных толщин огнезащитного и конструктивного слоев, а также из-за сложности контроля качества пропитки цементным раствором базальтового холста в процессе формования; низкая долговечность огнезащитного покрытия из-за низкой щелочестойкости базальтового холста; сложность или невозможность изготовления конструкций криволинейного очертания высокого качества.

Целью изобретения является повышение огнестойкости конструкции, а также увеличение номенклатуры, качества, долговечности и надежности конструкции.

Строительная конструкция состоит из армоцементного или железобетонного слоя толщиной 20-50 мм и огнезащитного слоя из вермикулитобетона толщиной 15-25 мм, армированных ткаными сетками №8-07 (ГОСТ 3826-82) на границе слоев. Для улучшения огнезащитных и технических свойств вермикулитобетона используют добавки золы теплоэлектроцентрали 20-30% и смолы древесной омыленной (СДО) 0,3-0,4% от веса портландцемента. Заполнитель огнезащитного покрытия - вспученный вермикулит с наибольшей крупностью 2,5-5 мм и насыпной плотностью 140 кг/м³.

Мелкоячеистая тканая сетка в огнезащитном слое, расположенная на расстоянии 2 мм от границы слоев, обеспечивает сохранность и высокую надежность совместной работы бетонных слоев при пожаре. Кроме того, тканая сетка позволяет качественно формовать вибропротяжными устройствами огнезащитный слой малой толщины (15-25 мм) конструкций сложного геометрического очертания и уменьшить перемешивание бетонных слоев при формовании конструктивного слоя на вермикулитобетонном.

Конструктивный слой также армируют тканой сеткой, расположенной на расстоянии 4-5 мм от границы слоев, для обеспечения надежной работы с огнезащитным слоем и устранения опасности хрупкого разрушения при воздействии повышенной температуры при пожаре. Конструктивный слой принимают толщиной 20-50 мм, так как позволяет повысить предел огнестойкости двухслойных конструкций по несущей способности за счет интенсивной теплоотдачи с необогреваемой поверхности при толщине огнезащитного слоя 15-25, мм и тем самым снижается скорость прогрева конструктивного слоя. Несущий слой тонкостенных большепролетных пространственных покрытий рекомендуется выполнять из армоцемента.

Пределы огнестойкости двухслойных армоцементных и железобетонных плит и армоцементных оболочек в зависимости от толщин конструктивного и огнезащитного слоев, состава вермикулитобетона приведены в таблице. Испытания на огнестойкость проводили во ВНИИПО по температурному режиму «стандартного» пожара, регламентированному ГОСТ 30247.0-94. Предел огнестойкости по несущей способности (R) армоцементных и железобетонных плит размером 2000×500 мм оценивали по прогреву тканой сетки в конструктивном слое до 300°С, так как в двухслойных конструкциях огнестойкость по этому критерию зависит не только от состава и толщины огнезащитного слоя, но и от многих характеристик конструктивного слоя - толщины, характера армирования, толщины защитного слоя бетона арматуры, класса арматуры и бетона, запаса несущей способности. Во время огневых испытаний двухслойных конструкций нарушений их целостности не обнаружено.

Таблица
Конструктивный слой толщиной, мм	Вермикулитобетонный слой толщиной, мм	Средняя плотность вермикулитобетона, кг/м3	Предел прочности на сжатие вермикулитобетона R, МПа	Расход компонентов на 1 м3 смеси, кг	Предел огнестойкости конструкции, ч
армоцементных				железобетонных плит	цемент	вермикулит	зола	СДО	вода	по несущей способности (R)	по теплоизолирующей способности (Е)
плит	оболочек
20	-	-	15	720	4,1	392	134	98	1,4	465	1,1	1,15
20	-	-	15	560	1,7	266	137	67	1,0	450	1,3	1,5
20	-	-	15	470	1,3	196	138	48	0,7	439	1,25	1,3
20	-	-	20	560	1,7	266	137	67	1,0	450	2,9	1,85
20	-	-	25	560	1,7	266	137	67	1,0	450	5,3	3,35
-	20	-	20	560	1,7	266	137	67	1,0	450	3,1	1,9
50	-	-	20	560	1,7	266	137	67	1,0	450	1,9	5,8
-	-	50	20	560	1,7	266	137	67	1,2	450	1,95	5,6

Двухслойные армоцементные оболочки двоякой кривизны размером 4265×1635×40 мм армировались двумя слоями тканой сетки №8 с диаметром проволоки 0,7 мм и продольной арматурой из обыкновенной проволоки B-I диаметром 5 мм (14 штук), расположенной между сетками. Приопорная зона оболочек дополнительно армировалась каркасом из арматуры класса A-III. В вермикулитобетонном слое толщиной 20 мм располагалось тканая сетка на расстоянии 2 мм от армоцементного слоя. Армоцементный слой толщиной 20 мм армировался тканой сеткой на расстоянии 4 мм от границы огнезащитного слоя.

Двухслойную армоцементную оболочку изготавливают следующим способом.

Формование огнезащитного и армоцементного слоев осуществляют послойно вибробалками с совмещением в единый процесс армирование элементов тканой сеткой и стержневой арматурой с бетонированием. Сначала формуют слой вермикулитобетона толщиной 15-25 мм с одновременным армированием тканой сеткой в верхнем уровне из смеси подвижностью 3-5 см по погружению конуса СтройЦНИЛа. Огнезащитный слой выдерживают до набора пластической прочности в пределах 0,015-0,025 МПа. Наличие мелкоячеистой сетки в верхнем уровне огнезащитного слоя и предварительная выдержка вермикулитобетонной смеси исключают перемешивание бетонных слоев при формовании конструктивного слоя вибропротяжными устройствами. Затем укладывают первый слой мелкозернистого бетона, равного половине толщины армоцементного слоя с армированием мелкоячеистой сеткой в нижнем уровне. Укладку второго слоя бетона, равного половине толщины оболочки, армированного тканой сеткой, осуществляют после укладки на первый слой бетона стержневой продольной арматуры с выдерживанием проектного расстояния между ними. Формование оболочек завершается армированием и бетонированием торцевых диафрагм. Формование двухслойных оболочек вибропротяжными устройствами производят при следующих параметрах вибрирования: амплитуда колебаний - 0,12 мм; частота колебаний - 100 Гц; скорость формования - 0,5-1,0 м/мин.

Тепловую обработку двухслойных армоцементных оболочек проводят по способу греющего поддона по режиму (2)+3+4+3 ч при температуре изотермической выдержки 80-85°С.

Формование двухслойных железобетонных и армоцементных плит осуществляют послойно вибропротяжными устройствами или на стандартных виброплощадках. Фиксацию мелкоячеистой сетки и стержневой арматуры выполняют известными способами.

Источники информации

1. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1988. - 142 с.

2. Митрофанов Е.Н. Армоцемент. Л., 1973. - 208 с.

3. Авторское свидетельство СССР № 1222776, кл. Е 04 В 1/94.

Строительная конструкция, включающая конструктивный слой толщиной 20-50 мм из армоцемента или железобетона и огнезащитный слой толщиной 15-25 мм из имеющего среднюю плотность 450-750 кг/м³ вермикулитобетона из смеси, содержащей добавки золы теплоэлектроцентрали 20-30% и смолы древесной омыленной 0,3-0,4% от веса портландцемента, при этом каждый из слоев в процессе бетонирования армирован тканой сеткой, размещенной в конструктивном слое на расстоянии 4-5 мм, а в огнезащитном - на расстоянии 2 мм от границы слоев.