Способ изготовления несущих трехслойных панелей

Изобретение относится к технологии изготовления строительных конструкций, а более конкретно к технологии изготовления многослойных, в частности, трехслойных строительных изделий (ТСИ), например, несущих стеновых блоков или панелей, также панелей перекрытий со средним теплоизоляционным слоем. Способ изготовления несущих трехслойных панелей заключается в том, что устанавливают опалубку для формуемых панелей. Устанавливают арматуру для поднятия плиты и натягивают тросы. Формируют на соответствующей поверхности из сырья первую наружную оболочку, содержащую стальную армирующую фибру. Формируют на первой наружной оболочке слой низкой плотности. До затвердения первой наружной оболочки формируют на слое низкой плотности вторую наружную оболочку, содержащую стальную армирующую фибру, и выдерживают до набора прочности. При этом тросы размещают преимущественно в зонах расчетной максимальной нагрузки формуемых панелей. Слой низкой плотности образуют из готовых газобетонных блоков, имеющих возможность водопоглощения от 30% до 50% своей массы. При этом посредством создания между боковыми сторонами блоков пространства образуют опалубку для несущих ребер панели. Технический результат от применения всех существенных признаков заявленного способа заключается в повышении качества изготавливаемой строительной трехслойной панели с повышенной несущей способностью и улучшенными теплоизоляционными свойствами. При этом дополнительно достигается возможность снижения трудоемкости изготовления. 4 з.п. ф-лы, 2 пр.

 

Изобретение относится к технологии изготовления строительных конструкций, а более конкретно к технологии изготовления многослойных, в частности, трехслойных строительных изделий (ТСИ), например, несущих стеновых блоков или панелей, также панелей перекрытий со средним теплоизоляционным слоем.

В последние годы наблюдается тенденция к строительству зданий из сборных элементов. Есть определенные преимущества в стоимости в заводском изготовлении структурных элементов рядом с местом строительства, поскольку это позволяет осуществлять быструю доставку и сборку.

Наиболее важным параметром панели является несущая способность, при изготовлении - трудоемкость и время, при монтаже и транспортировке - вес и размеры.

Известен способ изготовления многослойных строительных изделий, включающий последовательную укладку в форму бетонных смесей для слоев различного назначения и их поочередное вибрирование (а.с. СССР N 1052393, МПК. B28B 1/00, 1983 г.).

Недостатком известного способа является невысокая монолитность и прочность изготавливаемых многослойных строительных изделий, обусловленная тем, что качественную виброобработку зон контакта слоев изделия не удается обеспечить на всех этапах его изготовления. Другим недостатком является слишком большое время изготовления многослойных строительных изделий.

Известен способ изготовления ТСИ, включающий формование нижнего слоя изделия, укладку теплоизоляционного слоя и укладку верхнего слоя с последующим вибрированием всех слоев одновременно (см. а.с. СССР N 477144, МПК B32B 13/00, 1975 г.).

Недостатком известного способа является невысокая монолитность и прочность изготавливаемых строительных изделий, обусловленная относительно низкой адгезией теплоизоляционного слоя к соседним слоям.

Известен способ изготовления ТСИ, включающий последовательную укладку в форму бетонных смесей для слоев различного назначения и их вибрирование (см. а.с. СССР N 1712188, кл. B32B 13/00, 1992 г.).

Недостатком известного способа также является низкая монолитность и прочность изготавливаемых изделий.

Это объясняется тем, что при приложении вибровоздействия через форму к одной стороне сложного трехслойного строительного изделия, в состав которого входят как слои, выполняемые из конструкционного бетона, так теплоизоляционный слой, выполняемый из низкотеплопроводного легкого бетона, например, полистиролбетона, не удается обеспечить оптимальную для каждого слоя степень уплотнения бетона и желаемую равномерность уплотнения по всему сечению изделия. При этом либо бетон теплоизоляционного слоя может оказаться недоуплотненным, либо могут быть подвергнуты излишнему уплотнению (вплоть до расслаивания) слои из конструкционного бетона, в особенности, самый нижний из уложенных в форму слоев. В зависимости от конкретной геометрии изделия и физико-механических свойств материалов слоев может наблюдаться и иная картина их недоуплотнения или переуплотнения.

Особенно ярко недостатки известного способа проявляются в том случае, когда слои изделия, в том числе и слои из конструкционного бетона, существенно различаются по толщине или по своим виброакустическим параметрам.

Известен способ изготовления трехслойных стеновых панелей, заключающийся в объединении с помощью металлических связей или монолитных (сборных) бетонных шпонок в единой конструкции двух несущих слоев и располагаемого между ними теплоизоляционного небетонного материала - полистирольного пенопласта (Морозов Н.В. и др. Трехслойные стеновые панели для промышленных и общественных зданий. - Бетон и железобетон, 1977, 10, с. 7-9).

Указанный способ изготовления трехслойных панелей неэффективен, т.к. сопровождается большими материальными и трудовыми затратами: для соединения слоев между собой используются дефицитные и дорогостоящие легированные стали и обычные стали с металлизированными соединительными элементами. Кроме того, низкое значение имеет коэффициент теплотехнической однородности конструкции.

Известен способ производства трехслойной панели, состоящей из двух наружных бетонных слоев и заключенного между ними теплоизоляционного слоя из полистиролбетона (Чиненков Ю.В., Король Е.А. Трехслойные панели ленточной разрезки с утеплителем из полистиролбетона. - Бетон и железобетон. - М.: Стройиздат, 1997, 4, с. 2-5).

Недостатками этого способа является большая длительность технологического процесса и низкая прочность граничного сцепления между слоями панели, вызванная резким изменением свойств бетона на поверхности раздела между бетоном несущих слоев и теплоизоляционным бетоном. А так же, как правило, высокая плотность и высокая стоимость полистиролбетона.

Известен способ производства несущих нагрузку конструктивных элементов, причем способ включает:

- размещение на формующей поверхности первого слоя цементирующего раствора, содержащего стальную армирующую фибру;

- размещение на указанный первый слой, прежде чем указанный первый слой затвердеет, второго слоя цементного раствора, содержащего гранулированный материал, имеющий плотность меньше, чем указанный строительный раствор, и размещение в нем арматуры для поднятия плиты;

- размещение на указанный второй слой, прежде чем указанный первый слой затвердеет, дополнительного слоя из цементного раствора, содержащего стальные армирующие волокна, указанный дополнительный слой формуется на открытой поверхности второго слоя и позволяет упомянутому первому слою, упомянутому второму слою и указанному дополнительному слою затвердеть в качестве неотъемлемой структуры, содержащей противоположные внешние оболочки, соединенные с сердцевиной. Указанный способ включает дополнительную стадию введения между указанными противоположными внешними оболочками постнатяжных канатов, проходящих между противоположными концами указанного конструктивного элемента для равномерного распределения пост-натяжных тросов по упомянутым противоположным внешним оболочкам (см. патент NZ 220693 от 15.06.1987, E04C 2/06, B32B 13/00). Данное решение принято за прототип.

Недостатками этого способа являются следующие - используемый гранулированный материал имеет недостаточную способность к адсорбированию воды, в результате чего снижается несущая способность панели. Высокая трудоемкость изготовления панели, т.к. второй слой (сердцевина с полистирольными шариками) получают в результате заливки соответствующей суспензии на первый слой, при этом вязкость суспензии должна быть такова, чтобы исключить миграцию гранул к поверхности. Тросы натягиваются без учета расположения зон максимальной нагрузки исходя из равномерности их распределения. Несущая способность получаемой в результате использования способа плиты не является оптимальной, т.к. элементы, ее составляющие, не могут быть рассчитаны, а определяются практикой применения.

Техническая проблема, решаемая изобретением, - снижение трудоемкости изготовления, повышение качества получаемой в результате использования способа строительной трехслойной панели с повышенной несущей способностью и улучшенными теплоизоляционными свойствами.

Поставленная проблема решается за счет того, что в известном способе изготовления несущих трехслойных панелей, заключающемся в том, что устанавливают опалубку для формуемых панелей; устанавливают арматуру для поднятия плиты и натягивают тросы; формируют на соответствующей поверхности из сырья первую наружную оболочку, содержащую стальную армирующую фибру; формируют на первой наружной оболочке слой низкой плотности; до затвердения первой наружной оболочки формируют на слое низкой плотности вторую наружную оболочку, содержащую стальную армирующую фибру, и выдерживают до набора прочности, в соответствии с изобретением тросы размещают преимущественно в зонах расчетной максимальной нагрузки формуемых панелей; слой низкой плотности образуют из готовых газобетонных блоков, имеющих возможность водопоглощения от 30% до 50% своей массы, при этом посредством боковых сторон блоков образуют опалубку для создания несущих ребер панели.

При формировании стеновой панели, тросы размещают в средней части по толщине панели.

При формировании панелей перекрытия, тросы размещают в нижней части по толщине панели.

Тросы натягивают с усилием в диапазоне 70-90% от максимальной разрывной нагрузки.

Устанавливают дополнительную арматуру.

Технический результат от применения всех существенных признаков заявленного способа заключается в повышении качества изготавливаемой строительной трехслойной панели с повышенной несущей способностью и улучшенными теплоизоляционными свойствами. При этом дополнительно достигается возможность снижения трудоемкости изготовления.

Размещение тросов в зонах расчетной максимальной нагрузки формуемых панелей позволяет значительно повысить качество строительной трехслойной панели и ее несущую способность.

Образование слоя низкой плотности из готовых газобетонных блоков, имеющих возможность водопоглощения от 30% до 50% своей массы, и использование боковых сторон блоков в качестве опалубки для образования несущих ребер панели способствует повышению сцепления между слоями панели, что ведет к повышению качества строительной трехслойной панели, увеличению ее несущей способности и теплоизоляционных качеств. При этом существенно снижается трудоемкость и время изготовления панели.

Возможность водопоглощения из бетонной смеси газобетонными блоками от 30% до 50% своей массы способствует значительному повышению сцепления между слоями, а значит, и повышению несущей способности панели в целом. Неоднократно было доказано, что лишняя вода затворения бетонной смеси значительно снижает прочность и повышает усадку готового бетона. Зависимость прочности бетона от соотношения цемента и воды в бетонной смеси объясняется следующим. Цемент при твердении химически связывает не более 20-25% воды от своей массы. Но чтобы обеспечить необходимую пластичность цементного теста и, соответственно, подвижность бетонной смеси, необходимо брать 40-80% воды от массы цемента. Вода, кроме того, необходима для смачивания поверхности песка и крупного заполнителя: большая удельная поверхность заполнителя требует большего расхода воды. Естественно, чем больше в бетоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше впоследствии будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность. С другой стороны, если не обеспечить необходимую удобоукладываемость бетонной смеси, соответствующую принятому в данном конкретном случае методу уплотнения, то из-за недоуплотнения в структуре бетона появятся крупные пустоты и участки с нарушенной связью «цементный камень - заполнитель», что приведет к резкому снижению прочности бетона. Водопоглощение используемых легких газобетонных блоков составляет от 30% до 50% по массе. Таким образом, «лишняя» вода, нужная для обеспечения удобоукладываемости, абсорбируется сердцевиной из бетонной смеси оболочек, и в процессе схватывания цементного теста находится в сердцевине. Впоследствии, во время набора прочности оболочками и высыхания панели, вода мигрирует на поверхность оболочек, тем самым увлажняя свежий бетон, что, как известно, предполагает более глубокую гидратацию цементного камня и, как следствие, более высокую прочность.

Возможность использования боковых сторон готовых газобетонных блоков в качестве опалубки для несущих ребер панели позволяет упростить технологию изготовления панелей.

Размещение тросов в средней части по толщине стеновой панели способствует оптимальному восприятию знакопеременных симметричных нагрузок, свойственных для данной панели.

Размещение тросов в нижней части при формировании панелей перекрытия способствует оптимальному восприятию изгибной нагрузки и ее перераспределению на остальные слои панели.

Величина натяжения троса с усилием в диапазоне 70-90% от разрывной нагрузки троса является оптимальной, как правило, составляет (90-170 кН). При превышении 90% есть риск возникновения повреждения троса, при недостаточном натяжении троса плита не будет обладать необходимой несущей способностью.

Установка дополнительной арматуры при необходимости, исходя из конструктивного расчета, усиливает несущую способность панели в местах, где размещение троса невозможно или нецелесообразно.

В целом, в конструкции панели применяется оптимальное количество материала для создания расчетной несущей способности панели, что снижает стоимость ее изготовления.

Способ изготовления трехслойной панели заключается в том, что в качестве слоя низкой плотности предлагаются газобетонные блоки. Плотность сердцевины находится в диапазоне примерно от 200 кг/м³ до 800 кг/м³, предпочтительно от 250 кг/м³ до 450 кг/м³. Толщина внешней оболочки конструктивных элементов может быть в диапазоне приблизительно от 6 мм до 30 мм, но предпочтительно в интервале примерно от 10 мм до 25 мм.

Преднапряженные тросы натягивают гидравлическими домкратами, и тросы проходят через весь формовочный стенд, на котором формуются панели. Как правило, тросы натягивают в продольном направлении формуемых панелей, но, если того требует конструктивный расчет, тросы могут быть натянуты и поперечно. Тросы располагают внутри панели и заливают бетоном. При необходимости может быть установлена арматура для конструктивных целей. В одной из наружных оболочек плиты устанавливают арматуру для поднятия плиты.

Размеры газобетонных блоков, используемых в качестве слоя низкой плотности, определяют по двум критериям:

1. Теплотехническим расчетом (для наружных и кровельных панелей)

2. Конструктивным расчетом

Теплотехнический расчет предполагает определение толщины газобетонных блоков для обеспечения коэффициента термического сопротивления в месте строительства.

Конструктивный расчет предполагает подбор сечения несущих ребер, которые образуют между боковыми сторонами газобетонных блоков, и их шага для обеспечения несущей способности панелей нагрузкам. Так, например, для обеспечения термического сопротивления требуется необходимая толщина блока 150 мм, а сечение несущего ребра должно быть 300 см² при шаге в 600 мм, то размер несущего ребра (паза между уложенными блоками) принимается 150×200 мм. Не рекомендуется принимать ширину ребра менее 150 мм, связано это со сложностью установки металлических арматурных каркасов в ребра.

В соответствии с российскими техническими нормативными правовыми актами, расчет должен производиться в соответствии со СНиП 52-01-2003 (ссылка http://www.vashdom.ru/snip/52-01-2003/) и СП 52-102-2004 ссылка (http://aquagroup.ru/normdocs/4217)

Толщина наружных оболочек варьируется от 6 до 30 мм, но предпочтительная толщина 10-20 мм. Связано это с тем, что слишком тонкую оболочку (6 мм) очень сложно сформировать физически, а большая толщина увеличивает стоимость и вес производства панели без существенного прироста в несущей способности. Толщина наружных оболочек в 10-25 мм обеспечивает необходимую прочность для последующей эксплуатации.

На практике, в отличие от аналогов, в качестве слоя низкой плотности используют легкие ячеистые газобетонные блоки плотностью около 250 кг/м³. В качестве сырья для производства блоков используется цемент и песок, то есть по своей природе, химическому и минералогическому составу, такие же компоненты, как и для производства бетона, что предполагает хорошую адгезию.

После того как залит первый слой материала (первая наружная оболочка формуемой панели), укладывают газобетонные блоки, образующие слой низкой плотности. Боковые стороны газобетонных блоков используют в качестве опалубки для несущих ребер панели. Затем заливают второй слой бетона с образованием второй наружной оболочки. Заливаемый бетон проникает между уложенными газобетонными блоками, образуя несущие ребра. То есть контакт поверхностей слоя низкой плотности и наружных бетонных оболочек происходит в момент, когда бетонная смесь еще подвижна. Это позволяет установить газобетонный блок всей поверхностью прилегания на нижний слой, а также проникать цементному тесту из бетонной смеси в поры газобетона. Таким образом, обеспечивается повышение сцепления наружных оболочек и слоя низкой плотности - газобетонных блоков. Верхняя (наружная сторона второй наружной оболочки) затирается шлифовальной машиной.

Наиболее важным является то, что газобетонные блоки способны абсорбировать воду из бетонной смеси. Широко известно, что лишняя вода затворения бетонной смеси значительно снижает прочность и повышает усадку готового бетона. Зависимость прочности бетона от соотношения цемента и воды в бетонной смеси объясняется следующим. Цемент при твердении химически связывает не более 20-25% воды от своей массы. Чтобы обеспечить необходимую пластичность цементного теста и, соответственно, подвижность бетонной смеси, необходимо брать 40-80% воды от массы цемента. Вода, кроме того, необходима для смачивания поверхности песка и крупного заполнителя: большая удельная поверхность заполнителя требует большего расхода воды. Естественно, чем больше в бетоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше впоследствии будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность. Удобоукладываемость бетонной смеси должна соответствовать принятому в данном конкретном случае методу уплотнения. Если не обеспечить необходимую удобоукладываемость бетонной смеси, из-за недоуплотнения в структуре бетона появятся крупные пустоты и участки с нарушенной связью «цементный камень - заполнитель». Такие последствия приводят к резкому снижению прочности бетона.

Водопоглощение легких газобетонных блоков составляет от 30% до 50% по массе. Таким образом, «лишняя» вода, нужная для обеспечения удобоукладываемости, абсорбируется слоем низкой плотности из газобетонных блоков, и в процессе схватывания цементного теста находится в слое низкой плотности. Впоследствии, во время набора прочности наружными оболочками и высыхания панели, вода мигрирует на поверхность наружных оболочек, тем самым увлажняя свежий бетон наружных оболочек. Такой процесс предполагает более глубокую гидратацию цементного камня и, как следствие, более высокую прочность.

В стеновой панели в 95% случаев армирование преднапряженными тросами осуществляется в продольном направлении панели (то есть горизонтальное армирование, если речь идет об установленной в рабочее положение панели). Позиционирование тросов в стеновой панели центральное, то есть расстояния от оболочек до тросов равны. Тросы в панелях перекрытия или покрытия позиционируются в нижней растянутой зоне формуемой плиты, точное позиционирование определяется расчетом, как правило, 30-50 мм от нижней оболочки. Для стеновых панелей используется три троса, они располагаются в самых нагруженных местах (низ и верх панели, над оконными и дверными проемами). Тросы натягивают с усилием в диапазоне 70-90% от максимальной разрывной нагрузки, как правило, с усилием 90-170 кН.

Панель - стеновая, кровельная или панель перекрытия - включает:

- Слой низкой плотности материала в виде газобетонных блоков из ячеистого бетона ECOCON с плотностью более низкой, чем наружные бетонные оболочки. Могут быть использованы другие легковесные блоки полистиролбетонные, пенобетонные, керамзитобетонные и т.д., однако в этом случае качество панели будет заметно хуже.

Первую и вторую наружные бетонные оболочки, армированные стальной фиброй, покрывающие две противоположные поверхности указанной сердцевины.

Один или более преднапряженный трос(-ов), проходящий(-их) между противоположными концами указанной конструкции.

Армирование наружных оболочек согласно конструктивному расчету в соответствии с российскими техническими нормативными правовыми актами, конструктивный расчет должен производиться в соответствии со СНиП 52-01-2003 (ссылка http://www.vashdom.ru/snip/52-01-2003/) и СП 52-102-2004 ссылка (http://aquagroup.ru/normdocs/4217).

Описание способа изготовления несущих трехслойных панелей.

На формовочном стенде, представляющем собой бетонную плиту, армированную постнапряженными канатами, размером в плане 3,5×100 м, устанавливают опалубку, закладывают, в случае необходимости, армирование согласно конструктивным требованиям, прокладывают необходимые коммуникации, устанавливают монтажные петли для поднятия плиты и натягивают тросы.

Производят заливку первой наружной оболочки из бетона, армированного стальной фиброй. Толщина первой оболочки 10-25 мм. Бетон разравнивают должным образом, для исключения пустот между первой наружной оболочкой и укладываемыми газобетонными блоками, образующими слой низкой плотности.

До того как первая наружная оболочка затвердеет, укладывают газобетонные блоки, например, блоки ECOCON, плотностью 250-450 кг/м³. Как правило, укладка блоков производится через 30 мин после укладки первого слоя бетона. Боковые стороны газобетонных блоков образуют опалубку для несущих ребер панели.

Производят заливку второй наружной оболочки из бетона, армированного стальной фиброй. Производят примерное выравнивание. При заливке второй наружной оболочки, бетон проникает в пространства, образовавшиеся между стенками газобетонных блоков, и достигает внутренней поверхности первого наружного слоя. Таким образом, образуют несущие ребра панели.

Через 2-4 часа, после того как вторая наружная оболочка из бетона залита, производится затирка поверхности бетонозаглаживающей машиной (вертолетом). Укладка блоков на «мокрый» бетон позволяет формуемому элементу затвердеть в единую структуру.

После набора разопалубочной прочности примерно 38 МПа (через 10 часов - предпочтительно), опалубку разбирают. Снимают напряжение с тросов, производят их разрезку, и панель транспортируется к месту набора монтажной прочности. Благодаря хорошей паропроницаемости, а значит, и высокому водопоглощению (около 50 процентов по массе для плотности 250 кг/м³), использование газобетонных блоков ECOCON позволяет значительно (на 4-5 часов) сократить время набора разопалубочной прочности для формуемых элементов.

Используемая стальная фибра имеет длину 22-50 мм, диаметр 0,3-0,6 мм и соотношение сторон 50-80 (отношение длины к диаметру). Дозировка фибры составляет от 0.5 до 2.0 процента от объема бетона, примерно это соответствует дозировке 40-120 кг/м³.

Благодаря тому, что частицы фибры слегка расплюснуты на концах - частица фибры напоминает двустороннее весло - фибра очень хорошо анкерится в бетоне, что улучшает прочностные характеристики армированного бетона. Помимо прочего, благодаря такой форме, частицы гораздо лучше и быстрее распределяются в бетонной смеси.

Оптимальное усилие для натяжения тросов составляет 70-90% от разрывной нагрузки троса. При превышении 90% есть риск возникновения повреждения троса, при недостаточном натяжении панель не будет обладать соответствующей несущей способностью.

Снятие напряжения с тросов производят при прочности бетона не менее 38 МПа.

Предпочтительный состав смеси для наружных оболочек:

Цемент – 430-800 кг

Вода – 160-320 л

Мелкозернистый щебень (10 мм) – 800-1200

Крупнозернистый песок (5 мм) – 300-700 кг

Мелкозернистый песок (0-1 мм) – 180-360 кг

Микрокремнезем – 15-50 кг

Фибра – 40-120 кг

Пластификатор – 6-12 кг

Высота панели в рабочем состоянии равна высоте этажа и при строительстве жилых зданий составляет 2500-3500 мм. Но данный диапазон может изменяться, например, для стеновых панелей мансардных этажей или при строительстве цехов, холлов, торговых центров и т.д.

Размеры стеновых панелей определяют следующим образом.

Толщина слоя низкой плотности определяется теплотехническим расчетом (для наружных и кровельных панелей) и конструктивным расчетом (для всех нагруженных элементов). Толщина слоя низкой плотности - газобетонных блоков - напрямую зависит от места строительства и от нагрузок (этажности, ветровых и снеговых нагрузок и т.д.). Таким образом, реальные диапазоны получаются следующие:

Первая наружная оболочка - толщина 6-30 мм

Газобетонные блоки - толщина 50-600 мм

Вторая наружная оболочка - толщина 6-30 мм

Диапазоны, указанные выше для стеновых панелей, справедливы и для панелей перекрытий и кровельных панелей.

Длина панели зависит от отдельно взятого проекта и ограничивается из соображений транспортировки, как правило, составляет от 1 до 16 м.

Для расчета несущей способности панели, проектировщик производит сбор всех нагрузок, действующих на панель, и производит расчет. Из расчета определяется толщина панели, производится подбор сечения арматуры, количества тросов.

Примеры способа изготовления несущих строительных изделий

Пример 1

Исходя из исходных данных Заказчика, необходимо изготовить стеновую панель со следующими габаритными и теплотехническими характеристиками и предполагаемыми нагрузками на нее:

Термическое сопротивление теплопередаче - 1,8 м²⋅°C/Вт

Геометрические размеры в 12,4×3,05 м, толщина согласно теплотехническому расчету.

Нагрузка - 6,5 кН/м²

Расчет, в соответствии с приведенными российскими техническими нормативными правовыми актами, показал, что для удовлетворения запроса Заказчика, необходимо применить:

- сырье со следующими компонентами и весовыми характеристиками:

Цемент - 440 кг/м³

Песок - 620 кг/м³

Щебень 10 мм - 1270 кг/м³

Пластифицирующие добавки - 5,2 кг/м³

Вода - 150 л/м³

Тросы диаметром 12,7 мм с максимальной разрывной нагрузкой 184 кН, натянутые с усилием 164 кН, шагом 580 мм, установленные в центре формуемой панели и расположенные в нижней, в средней (над оконными и дверными проемами) и верхней части (в месте опирания плит перекрытий)

Стальную армирующую фибру в количестве 60 кг на 1 м³ бетона.

Газобетонные блоки толщиной 400 мм и плотностью 250 кг/м³.

Трехслойную панель формовали с использованием заявляемого способа:

На формовочном стенде, представляющем собой бетонную плиту, армированную постнапряженными канатами, размером в плане 3,5×100 м, устанавливали опалубку. Проложили необходимые коммуникации, устанавливали монтажные петли для поднятия плиты и натянули тросы диаметром 12,7 мм с максимальной разрывной нагрузкой 184 кН с усилием 164 кН, шагом 580 мм. Тросы установили в центре формуемой панели и расположили в нижней, в средней (над оконными и дверными проемами) и верхней части (в месте опирания плит перекрытий).

Произвели заливку первой наружной оболочки из бетона, армированного стальной фиброй, подготовленного из описанного состава с добавлением стальной фибры. Толщина первой оболочки 15 мм. Бетон разровняли.

Через 30 минут после укладки первого слоя, уложили газобетонные блоки, например, блоки ECOCON, толщиной 400 мм и плотностью 250 кг/м³ на расстоянии друг от друга. За счет этого боковые стороны газобетонных блоков образовали опалубку для несущих ребер панели.

Произвели заливку второй наружной оболочки из бетона, армированного стальной фиброй, и примерное выравнивание. При заливке второй наружной оболочки, бетон проник в пространства, образовавшиеся между стенками газобетонных блоков, и достиг внутренней поверхности первого наружного слоя. Таким образом, были образованы несущие ребра панели.

Через 2-4 часа, после того как вторая наружная оболочка из бетона была залита, произвели затирку поверхности бетонозаглаживающей машиной (вертолетом). Укладка блоков на «мокрый» бетон позволяет формуемому элементу затвердеть в единую структуру.

После набора разопалубочной прочности примерно 38 МПа (через 10 часов - предпочтительно), опалубку разобрали. Сняли напряжение с тросов, отрезав их от домкратов. Далее панель была отправлена к месту набора монтажной прочности.

Панель была передана Заказчику. Результаты эксплуатации показали, что изготовленная панель полностью удовлетворяет требованиям Заказчика.

Пример 2

Исходя из исходных данных Заказчика, необходимо изготовить панель покрытия со следующими габаритными и теплотехническими характеристиками и предполагаемыми нагрузками на нее:

Термическое сопротивление теплопередаче - 5 м²⋅°C/Вт

Геометрические размеры в плане 7,5×4,4 м, толщина согласно теплотехническому расчету.

Нагрузка - 4,5 кН/м²

Расчет, в соответствии с российскими техническими нормативными правовыми актами, показал, что для удовлетворения запроса Заказчика:

Сборная плита должна состоять из первой наружной оболочки, армированной стальной фиброй, марка бетона должна быть В45, толщина оболочки должна быть 25 мм. Ребра должны иметь такую же марку бетона.

Расстояние между ребрами должно быть заполнено слоем низкой плотности из газобетонных блоков с плотностью 250-300 кг/м³. Вторая наружная оболочка должна быть залита бетоном, армированным стальной фиброй и маркой В45.

- применено сырье со следующими компонентами по весовым характеристикам

Цемент - 440 кг/м³

Песок - 620 кг/м³

Щебень 10 мм - 1270 кг/м³

Пластифицирующие добавки - 5,2 кг/м³

Вода - 150 л/м³

Применены тросы диаметром 12,7 мм с максимальной разрывной нагрузкой 184 кН, натянутые с усилием 164 кН, шагом 580 мм, установленные в нижней части панели на расстоянии 65 мм от нижней оболочки.

Применена стальная армирующая фибра в количестве 60 кг на 1 м³ бетона.

Газобетонные блоки толщиной 400 мм и плотностью 250 кг/м³.

Трехслойную панель формовали с использованием заявляемого способа:

На формовочном стенде, представляющем собой бетонную плиту, армированную постнапряженными канатами, размером в плане 3,5×100 м, устанавливали опалубку. Проложили необходимые коммуникации, устанавливали монтажные петли для поднятия плиты и натянули тросы диаметром 12,7 мм с максимальной разрывной нагрузкой 184 кН с усилием 164 кН, шагом 580 мм. Тросы установили в центре формуемой панели и расположили в нижней, в средней (над оконными и дверными проемами) и верхней части (в месте опирания плит перекрытий).

Произвели заливку первой наружной оболочки из бетона, армированного стальной фиброй, подготовленного из описанного состава с добавлением стальной фибры. Толщина первой оболочки 15 мм. Бетон разровняли.

Через 30 минут после укладки первого слоя, уложили газобетонные блоки, например, блоки ECOCON, толщиной 400 мм и плотностью 250 кг/м³ на расстоянии друг от друга. За счет этого боковые стороны газобетонных блоков образовали опалубку для несущих ребер панели.

Произвели заливку второй наружной оболочки из бетона, армированного стальной фиброй, и примерное выравнивание. При заливке второй наружной оболочки, бетон проник в пространства, образовавшиеся между стенками газобетонных блоков, и достиг внутренней поверхности первого наружного слоя. Таким образом, были образованы несущие ребра панели.

Через 2-4 часа, после того как вторая наружная оболочка из бетона была залита, произвели затирку поверхности бетонозаглаживающей машиной (вертолетом). Укладка блоков на «мокрый» бетон позволяет формуемому элементу затвердеть в единую структуру.

После набора разопалубочной прочности примерно 38 МПа (через 10 часов - предпочтительно), опалубку разобрали. Сняли напряжение с тросов, отрезав их от домкратов. Далее панель была отправлена к месту набора монтажной прочности.

Панель была передана Заказчику. Результаты эксплуатации показали, что изготовленная панель полностью удовлетворяет требованиям Заказчика.

Как показали испытания, предлагаемый способ позволяет получить панель, имеющую практически любую необходимую несущую способность. Панель имеет в качестве слоя низкой плотности газобетонные блоки, расположенные между наружными бетонными оболочками. Такую панель можно использовать для строительства несущих стен, плит покрытий и перекрытий без применения последующей теплоизоляции и снизить трудоемкость ее изготовления. Благодаря расчетам, применяется оптимальное количество материала для создания панели с расчетной несущей способностью, что существенно сокращает расходы на строительство. Стены получаются с идеальной геометрией, не требуется штукатурка, достаточно тонкого слоя шпатлевки.

Способ может быть применен при строительстве различных зданий, сооружений, как в непосредственной близости от строительных площадок, так и при изготовлении панелей в заводских условиях.

Применение способа не требует какого-либо сложного оборудования - могут быть использованы известные устройства - бетономешалки.

1. Способ изготовления несущих трехслойных панелей, заключающийся в том, что устанавливают опалубку для формуемых панелей; устанавливают арматуру для поднятия плиты и натягивают тросы; формируют на соответствующей поверхности из сырья первую наружную оболочку, содержащую стальную армирующую фибру; формируют на первой наружной оболочке слой низкой плотности; до затвердения первой наружной оболочки формируют на слое низкой плотности вторую наружную оболочку, содержащую стальную армирующую фибру, и выдерживают до набора прочности, отличающийся тем, что тросы размещают преимущественно в зонах расчетной максимальной нагрузки формуемых панелей; слой низкой плотности образуют из готовых газобетонных блоков, имеющих возможность водопоглощения от 30% до 50% своей массы, при этом посредством создания между боковыми сторонами блоков пространства образуют опалубку для несущих ребер панели.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании стеновой панели, тросы размещают в средней части по толщине панели.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при формировании панелей перекрытия, тросы размещают в нижней части по толщине панели.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тросы натягивают с усилием 70-90% от максимальной разрывной нагрузки.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устанавливают дополнительную арматуру исходя из конструктивного расчета.