Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса малоэтажного домостроения 11
1.1. Анализ существующих методов возведения монолитных малоэтажных зданий 11
1.3.1. Анализ современных опалубочных систем, применяемых в малоэтажном домостроении 12
1.1.2. Анализ существующих способов подачи бетонных смесей в малоэтажном строительстве 32
1.2. Технологии малоэтажного строительства из легких бетонов на органических заполнителях 40
1.3. Концепция совершенствования технологии сельского малоэтажного монолитного домостроения 48
Выводы 51
2. Теоретические основы совершенствования технологии сельского малоэтажного монолитного домостроения 52
2.1. Рецептурно-технологические решения по использованию костробетона на цементном вяжущем в монолитном строительстве 52
2.2. Исследование технологических свойств гипсосодержащих легких бетонов на органическом заполнителе 61
2.3. Определение значений критериев перекачиваемости гипсосодержащих легкобетонных смесей на органическом заполнителе 83
Выводы 90
3. Экспериментальные исследования технологии возведения монолитных стен зданий из гипсосодержащего бетона на органическом заполнителе 91
3.1. Экспериментальные исследования перекачиваемости гипсосодержащих смесей на органическом заполнителе 91
3.2. Технология монолитного домостроения с применением несъемной опалубки и насосной подачи кострогипсолитовой смеси ...95
Выводы 104
4. Оценка эффективности применении предложенной технологии монолитного малоэтажного строительства из костробетона 105
4.1. Исходные положения расчета технико-экономической эффективности 105
4.2. Расчет экономической эффективности применения предложенной технологии монолитного малоэтажного домостроения из кострогипсолита 106
Выводы 111
Основные выводы. 112
Библиографический список источников 113
Приложения 132
- Анализ существующих способов подачи бетонных смесей в малоэтажном строительстве
- Исследование технологических свойств гипсосодержащих легких бетонов на органическом заполнителе
- Технология монолитного домостроения с применением несъемной опалубки и насосной подачи кострогипсолитовой смеси
- Расчет экономической эффективности применения предложенной технологии монолитного малоэтажного домостроения из кострогипсолита
Введение к работе
В настоящее время наблюдается большая потребность в доступном и быстром строительстве малоэтажного жилья, отвечающего современным требованиям комфортности проживания. Проблема доступного жилья особенно остро ощущается в малых городах и поселках, где проживает 52% населения страны.
По итогам рассмотрения на президиуме Госсовета доклада «Реализация программ строительства жилья и развития жилищно-коммунального хозяйства в Российской Федерации» президентом России были даны поручения о подготовке к реализации приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России». Инструментом реализации Национального проекта служит Федеральная целевая программа «Жилище», целью которой является комплексное решение проблемы перехода к устойчивому функционированию и развитию жилищной сферы, обеспечивающих доступность жилья для граждан, безопасные и комфортные условия проживания в нем [1].
Кроме того, согласно постановления правительства РФ № 858 О федеральной целевой программе «Социальное развитие села до 2010 года» органам исполнительной власти субъектов и органам местного самоуправления рекомендовано разработать и принять региональные и муниципальные программы социального развития села до 2010 года, а также предусматривать в проектах бюджетов субъектов РФ и местных бюджетов средства на реализацию указанных программ. Финансирование мероприятий Программы осуществляется за счет средств федерального бюджета (10,5%), средств бюджетов субъектов Российской Федерации(43%) и внебюджетных источников (46,5%).
Одним из путей решения программных задач является разработка и внедрение в сельском строительстве новых экономичных проектов жилых домов, промышленных и общественных комплексов (в том числе многопрофильного использования), адаптированных к различным типам сельских поселений. Немаловажным является в связи с этим удешевление сельского гражданского строительства путем внедрения новых конструктивных решений, отечественных строительных материалов.и технологий, строительства жилья «под ключ»,
развития инжиниринговых услуг, снижения стоимости строительных материалов, применяемых в сельском строительстве. При разработке проектов по строительству объектов социальной сферы и инженерного обустройства на селе уже на стадии проработки технико-экономического обоснования этих проектов должны предусматриваться меры по защите окружающей среды для исключения применения в жил и щн о-гражданском строительстве экологически вредных материалов.
Безусловно, что для сохранения преимуществ сельской жизни, которые во многом и удерживают человека на земле, большая доля жилья должна строиться в виде индивидуальных домов усадебного типа. Учитывая крайне низкий уровень жизни на селе, проблема дешевого, доступного и в то же время качественного жилья в настоящее время чрезвычайно актуальна [52].
В России очевидное развитие малоэтажного домостроения (рис. 1) началось в начале 90-х гг. прошлого века [123].
Рис. 1. Фактические и прогнозируемые объемы малоэтажного домостроения в период 1988-2010 гг(* - прогнозируемый рост объемов)
Ежегодно сдается в эксплуатацию 12-14 млн.м2 общей площади малоэтажных жилых зданий, что составляет более 30% нового жилищного фонда, к 2010 г. по оценкам специалистов, эта доля увеличится до 50%. [85]. Тогда как в промышленно развитых странах (США, Канада, Франция, Германия, Швеция, Финляндия) доля малоэтажного жилья на сегодняшний день составляет 50-80%. [99], [85]. В основном это достигается за счет строительства быстровозводимо-го жилья, объем которого в нашей стране пока не превышает 1,5%. В целом состояние жилищного фонда в России позволяет сделать вывод, что от передовых западных стран в обеспечении граждан качественным и комфортным жильем мы отстаем почти на 150 лет [146].
Значительно развито в ряде зарубежных стран деревянное панельное и объемно-блочное домостроение. Такие системы широко используются в Скандинавских странах, Германии, Японии, США, Франции. Их совершенствование связано как с использованием новых материалов, в том числе отходов, так и с повышением уровня индустриализации.
В Российской Федерации ведущее положение занимает домостроение из древесины (около 30%). В настоящее время в структуре продукции деревянного домостроения по конструктивным типам домов наибольший удельный вес занимают дома панельной конструкции - 70%; брусчатые и бревенчатые - 26%; а наиболее эффективные каркасные - 4%. По прогнозу специалистов на ближайшие 10-15 лет структура деревянного домостроения будет выглядеть иначе, и это видно из рис.2 [110].
На развитие деревянного домостроения оказывает влияние недостаточное производство плитных материалов на основе древесины, а также острый недостаток в эффективных утеплителях. В результате запрета использования плит на формальдегидсодержащем связующем в настоящее время в деревянном домостроении возможно применение только двух утеплителей - изоляционной МЯГКОЙ древесно-волокнистой плиты и ми нерало ватных прошивных строительных матов марки "Н". Производимое количество этих утеплителей на сегодня не обеспечивает потребностей малоэтажного домостроения. В целом отечествен-
ное деревянное домостроение характеризуется относительно низким техническим уровнем производства, отсутствием четкой системы технических процессов и режимов обработки древесины, использованием морально устаревшего оборудования, около 80 % которого используется 10-17 лет, необеспеченностью сушильным оборудованием и оборудованием для химической защиты древесины [113].
каркасное
J 4%
25 - 30 %
из массива
26%
35 - 40 %
панельное
30 - 35 %
70%
Рис. 2. Прогноз динамики развития деревянного домостроения до 2020 г.
В развитых капиталистических странах наблюдается замена традиционных материалов на современные, обеспечивающие снижение массы возводимых зданий и сооружений. Доля легких ограждающих конструкций составляет 75 % от их общего количества: стены в виде алюминиевой, стальной и асбесто-цементной скорлупы с внутренним заполнением из теплоизоляционных вспученных материалов; легкие панели типа "сэндвич", панельные конструкции с применением древесины и металла [113].
В нашей стране большинство традиционных материалов, технологий и конструктивных решений разрабатывались для многоэтажного домостроения, и потому часто неэффективны применительно к малоэтажному. Строительство малоэтажных зданий на основе существующих сборных железобетонных конструкций приводит к перерасходу материальных и энергетических ресурсов. При возведении таких зданий требуется тяжелая грузоподъемная техника, что требует значительных финансовых затрат. Одновременно с этим себестоимость
продукции домостроительных комбинатов непрерывно растет. Сохраняют свою
актуальность конструктивные системы из кирпича (50%) [110], из естественного и искусственного камня, блоков и других мелкоштучных материалов. Применяются различные варианты облегченных кладок из различных видов камней и блоков: гипсошлаковые блоки, мелкие блоки из неавтоклавных ячеистых бетонов, опилкобетонные. Практически все стены, возведенные из штучных элементов (камней и блоков), требуют дополнительного утепления для соответствия современным требованиям теплоэффективности зданий, что приводит к увеличению трудоемкости и себестоимости строительства и так трудозатратной и недешевой технологии каменных работ. В отдаленных сельских районах сборное и каменное домостроение всегда сопряжено с дополнительными расходами на транспортирование строительных изделий и материалов.
Использование в отечественном малоэтажном строительстве отработанных годами зарубежных разработок в этой сфере не всегда оказывается эффективным. Как показывает опыт [22], в реальных условиях стоимость коттеджа, полностью комплектуемого импортными материалами, оказывается вполне сопоставима со стоимостью аналогичного кирпичного дома и примерно в 2-3 раза превышает стоимость дома из оцилиндрованных бревен. Ситуация усугубляется низкой квалификацией рабочих, незнакомых с технологией работ, а также практически полным отсутствием инженерной проработки проектных решений, которая при внедрении любых новых технологий позволяет избежать большого количества ошибок.
Мировой опыт малоэтажного строительства свидетельствует о широком развитии монолитного домостроения, имеющего лучшие технико-экономические и конструктивные характеристики. Монолитный метод строительства начал внедряться на Западе почти 50 лет назад и практически вытеснил сборный железобетон. В нашей стране доля монолитного строительства в середине 90-х гг. составляла менее 1%, а в 2006 г. - увеличилась до 15 % [148]. Основными преимуществами монолитного домостроения перед панельным можно назвать:
- выполнение всех работ по возведению здания непосредственно на
строительной площадке;
снижение материалоёмкости;
повышение качества строительных работ, упрощение и снижение трудоемкости отделочных работ;
- непроницаемость монолитных конструкций зданий из-за отсутствия
швов и стыков;
- свобода проектирования планировки помещений, фасадов.
Кроме того, монолитное строительство требует меньших капитальных вложений в материально-техническую базу по сравнению с панельным и кирпичным. [113].
Основным направлением изменений в малоэтажном домостроении, позволяющими преобразовать жилище в социально и экономически эффективную сферу, в ближайшее время является снижение стоимости жилищного строительства посредством постепенного перехода от традиционных материалов к местным строительным материалам, таким, как эффективные блоки из местных материалов, природные утеплители, изделия из отходов деревообработки, безавтоклавные ячеистые бетоны, а также легкие бетоны с местными заполнителями. [55,44].
Общая тенденция развития монолита в современном строительстве, а также поддержка правительства в сфере сельского строительства, ориентирует на изучение и решение проблем, связанных с малоэтажным домостроением из материалов типа арболита [83]. Накопленный опыт строительства малоэтажных монолитных зданий доказал эффективность применения легких бетонов на местных заполнителях.
В последние годы правительством нашей страны большое внимание уделяется жилищной проблеме. На увеличение объемов строительства доступного малоэтажного жилья, особенно в сельской местности, направлена реализация федеральных программ «Свой дом», «Жилище», «Доступное жилье» [111, 112, 113]. Эффективным способом уменьшить стоимость жилья и повысить его ка-
чество является монолитное строительство.
Дополнительный экономический эффект позволяет получить применение местных материалов, в частности, побочных продуктов деревообработки и льнопереработки (опилок, костры) в качестве заполнителей в легком бетоне. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что такой материал является экологически чистым и относительно недорогим. Однако широкое распространение применение таких заполнителей получило в производстве строительных блоков и панелей, но не в монолитном домостроении [40]. Это в первую очередь связано с недостаточной изученностью и отсутствием надежных технологий строительства зданий из легких бетонов на основе опилок и костры.
Возведение монолитных зданий из легкого бетона на органическом заполнителе по традиционной технологии, с подачей бетонной смеси краном в бадьях и применением инвентарной разборно-переставной стальной опалубки, сопряжено с большими трудозатратами и сроками строительства, что обусловливается свойствами применяемых бетонных смесей и бетонов. Во-первых, необходимо выполнение трудоемкого уплотнения трамбованием при укладке смесей, что обусловлено достаточно жесткой их консистенцией. Во-вторых, длительное время происходит набор бетоном распалубочной (до 18 сут) и марочной (до 90 сут) прочности, что увеличивает общую продолжительность строительства зданий.
Поэтому необходимо создание интенсивной технологии малоэтажного монолитного домостроения из экологически чистых местных материалов с применением современных средств подачи бетонной смеси.
Целью диссертационной работы является совершенствование технологии возведения экономичных монолитных малоэтажных домов из экологически чистых бетонов на местных органических заполнителях, базирующейся на применении современных средств насосной подачи бетонной смеси и несъемной опалубки, с решением рецептурных задач.
Анализ существующих способов подачи бетонных смесей в малоэтажном строительстве
Технология производства бетонных работ определяется выбором строительных машин, участвующих в процессах: устройства опалубки и арматуры, транспортирования (а иногда и приготовления) бетонной смеси и ее подачи к месту укладки.
В малоэтажном строительстве при производстве бетонных работ в основном используются грузоподъемные самоходные краны, которые эксплуатируются как при подаче и установке опалубки, так и при подаче бетонной смеси в бадьях.
В зависимости от условий потребления бетонную смесь приготавливают на районных заводах, приобъектных заводах или на построечных бетоно-смесительных установках.
Современные бетоносмесительные заводы и установки отличаются высоким уровнем механизации и автоматизации. Все рабочие операции по разгрузке заполнителя и цемента, подаче их в расходные бункера, дозировке, перемешиванию и выдаче готовой смеси выполняет комплект взаимоувязанных механизмов.
Способ транспортирования бетонной смеси от бетонного завода или смесительной установки к месту укладки и необходимые для этого транс 33 портные средства определяются с учетом технологических свойств бетоннойсмеси, объема укладываемой бетонной смеси, дальности транспортирования, высоты подъема или спуска.
Основой получения бетонов заданных свойств и экономного расходования материалов является тщательное соблюдение пропорций состава бетонной смеси с учетом свойств и качества заполнителей, воды и вяжущих. От качества приготовления смесей зависят их технологические характеристики и соответственно физико-механические свойства затвердевшего бетона. По технологическим требованиям бетонная смесь должна сохранять однородность при транспортировании, перегрузке и укладке в опалубку или форму; удобоукладываемость ее должна соответствовать типу бетонируемой конструкции, принятым методам уплотнения и формования. Однородность смеси обуславливается правильным подбором состава бетона, технологическими приемами дозирования и перемешивания составляющих, выполнением основных требований при транспортировании и укладке [136].
Транспортный процесс включает прием бетонной смеси из раздаточного бункера бетоносмесительной установки, доставку ее различными транспортными средствами к объекту бетонирования, последующую подачу смеси к месту укладки или же перегрузке ее на другие транспортные средства или приспособления, доставляющие смесь в блок бетонирования. [10, 11, 136, 179,177].
Основное технологическое условие при транспортировке бетонной смеси - сохранение однородности и обеспечение требуемой для укладки подвижности. Принятый способ доставки бетонной смеси не должен допускать потери цементного молока, расслоения бетонной смеси, начала схватывания цемента до укладки бетонной смеси в опалубку. Для этого должно быть исключено непосредственное воздействие солнечных лучей, попадание в бетонную смесь атмосферных осадков; недопустимо вытекание цементного молока или раствора. При отрицательной температуре наружного воздуха бетонная смесь должна быть защищена от быстрого охлаждения и замерзания. Для сохранения технологических свойств бетонных смесей максимально сокращают число перегрузочных операций и разгружают смесь непосредственно в бетонируемую конструкцию или бетоноукладочное оборудование.
Способы транспортирования бетонных смесей в зависимости от применяемых средств могут быть порционными, непрерывными и комбинированными. Порционное транспортирование осуществляют с использованием автобетоносмесителей, бадей, бункеров, устанавливаемых на автомашины. Такой вид транспорта (внепостроечный) используют для перевозки от завода до объекта. При малых расстояниях между заводом и строительной площадкой применяют непрерывный способ транспортирования конвейерами. При комбинированном способе сочетают порционное перемещение от завода до объекта с последующей непрерывной подачей в бетонируемую конструкцию бетононасосами по бетоноводам, конвейерами или бетоноукладчиками.
В настоящее время применяются специализированные средства автомобильного транспорта бетонной смеси - автобетоносмесители, обеспечивающие требуемое качество перевозимой бетонной смеси на большие расстояния, могут загружаться на заводе не только готовой бетонной смесью, но и сухими компонентами.
При строительстве малоэтажных зданий в отдаленных от центральных бетоносмесительных заводов районах доставка бетонной смеси в автобетоносмесителях не эффективно, так как требует дополнительных транспортных расходов, а так же четкого графика доставки смеси на объект.
На сегодняшний день подавляющий объем бетонной смеси (85%), укладываемой в монолитные конструкции, подается к месту производства работ строительными грузоподъемными кранами с помощью бадей. Как свидетельствует зарубежный и отечественный опыт, прогрессивным способом подачи и укладки бетонной смеси признана бетононасосная подача по трубопроводам, позволяющая существенно снизить объем ручного труда, повысить производительность и качество бетонных работ. Большую, по сравнению с кранами, производительность при меньших трудозатратах и стоимости обеспечивает применение ленточных конвейеров и бетоноукладчики. Ленточные конвейеры могут подавать смесь с любыми перерывами, однако, бетонная смесь на ленте конвейера может подвергаться воздействию ветра, солнечной радиации, дождя, отрицательных температур наружного воздуха. Встряхивание бетонной смеси на многочисленных роли-коопорах конвейеров может вызвать ее расслоение. Применение таких машин ограничивается небольшим углом наклона и подъема стрелы конвейера и малой высотой и дальностью подачи.
Техническими средствами трубопроводного транспорта являются: машины для перекачивания бетонной смеси - бетононасосы, транспортные коммуникации - бетоповоды и оборудование для распределения смеси. По сравнению с открытым способом, исключаются такие отрицательные явления, как испарение влаги и нарушение однородности смеси, потери бетона. Современные установки трубопроводного транспорта компактны и мобильны, что снижает непроизводительный расход рабочего времени на их монтаж и демонтаж. Бетононасосы выполняют в стационарном, прицепном и самоходном вариантах.
Интенсивность подачи бетонной смеси бетононасосами в 2-3 раза выше по сравнению с крановой подачей, однако бетононасосы имеют ряд ограничений по применению, определяемых технологическими свойствами и составом бетонных смесей. Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам должно быть непрерывным, чтобы она не схватывалась в бетоноводе. Поэтому доставка смеси на объект должна быть бесперебойной, а для работы с бетононасосами требуются высококвалифицированные рабочие.
Исследование технологических свойств гипсосодержащих легких бетонов на органическом заполнителе
Костробетон, из которого были построены дома в Ковернинском районе, имел плотность 1300 кг/м3, и прочность при сжатии около 3,5 МПа, коэффициент теплопроводности 0,32 Вт/м К. Согласно современным требованиям СНиП [178] толщина наружной стены из костробетона должна быть не менее 90 см, что не допустимо ни по экономическим, ни по организационно-технологическим соображениям. Альтернативой может быть возведение ограждающих конструкций зданий из костробетона толщиной 40-60 см с устройством дополнительного утепления. Оптимизация физико-технологических характеристик цементного костробетона позволила сократить сроки распалубки, но, тем не менее, они остались достаточно большими - до 10 сут.
Анализ источников [4, 5, 7, 8] свидетельствует о том, что экономические показатели технологии строительства из арболита могут быть улучшены за счет применения более дешевых вяжущих, таких, как высокопрочный гипс, магнезиальный доломит, гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, золы ТЭЦ, шлаки цветной металлургии и др.
В то же время, требования к теплофизическим характеристикам и внутреннему климату дома повышаются [6], а известно, что гипсовые материалы способствуют повышению комфортности жилья и поддержанию оптимального микроклимата в жилых помещениях. Это связано со способностью гипса впитывать из помещений излишнюю влагу и отдавать ее, когда в помещении сухо. Паропроницаемость и водородный показатель строительного гипса приближается к аналогичным показателям кожного покрова человека. Гипс не содержит оксидов металлов: например, оксидов хрома, играющих роль аллергена и способных образовывать и выделять токсичные газы [140, 141,149].
Изделия из гипсовых вяжущих отличаются относительно небольшой средней плотностью, гигиеничностью, высокой тепло- и звукоизолирующей способностью. Производство гипсовых вяжущих и изделий является малоэнергоемким: на производство 1 т строительного гипса в среднем расходуется 39 кг условного топлива и 22 кВт/ч электроэнергии, а на производство 1 т цемента соответственно 176 и 108 [14, 54, 100].
Простота технологии получения вяжущего, технологичность изготовления широкой номенклатуры изделий, их долговечность, огне- и жаростойкость; возможность изготовления изделий, отвечающих высоким требованиям архитектуры, экологическая безопасность материалов, их производства и эксплуатации, - объективно обеспечивают гипсовым материалам такие преимущества, благодаря которым их применение должно стать приоритетным в строительстве и реконструкции зданий.
Возможности многоцелевого использования гипса в строительстве обоснованы многолетними исследованиями отечественных ученых и производственников. Еще в годы послевоенного строительства научной школой А.В, Волженского были разработаны гипсоцементно-пуццолановые вяжущие, позволившие преодолеть серьезный недостаток гипса - низкую водостойкость и большую деформативность [30, 31].
Гипсовые вяжущие на сегодняшний день используются в основном для изготовления элементов, применяемых внутри помещений: гипс о карто иных листов, перегородочных панелей, гипсоволокнистых плит, стеновых блоков и камней, звукопоглощающих и декоративно-отделочных плит. Из гипсовых вяжущих повышенной водостойкости изготовляют вентиляционные блоки, санитарно-технические кабины, стеновые блоки и камни, но в очень ограниченных объемах.
Отечественный и зарубежный опыт применения этих материалов в строительстве и результаты научно-исследовательских разработок в данной области позволили выделить следующие перспективные направления использования их в строительстве: - изделия для внутренних перегородок; - сборные и сборно-монолитные конструкции из гипсокартонных листов, гипсоволокнистых плит для устройства перегородок, подвесных потолков и отделки помещении, а также для изготовления слоистых конструкций; - декоративные и акустические изделия, в том числе полимер гипсовые, для отделки интерьеров зданий различного назначения; - шпаклевки, клеи, отделочные и штукатурные растворы и смеси, в том числе сухие; - теплоизоляционные материалы и изделия, в том числе пенополимер-гипсовые; - фосфогипс и вяжущие из него в дорожном строительстве для оснований автомобильных дорог и в качестве добавок в асфальтобетонные смеси; - для закладочных смесей в шахтных выработках, захоронения вредных химических веществ, в том числе радиоактивных; - устройство стяжек и оснований под полы из гипсовых вяжущих низкой водопотребности; - бетоны из водостойких гипсовых вяжущих в монолитном строительстве, в том числе и при зимнем бетонировании; - стеновые материалы (кирпич, камни, блоки, панели) из бетонов на основе водостойких гипсовых вяжущих; - санитарно-технические кабины и вентиляционные блоки из водостойких гипсовых вяжущих. Однако на сегодняшний день применение гипсовых вяжущих в указанных областях сдерживается из-за ряда недостатков получаемых на их основе изделий. Это недостаточная долговечность; быстрые сроки схватывания, низкая водостойкость, сравнительно небольшая прочность при высокой плотности, ограниченное применение заполнителей в гипсобетонах, высокая гигроскопичность вяжущего при хранении и др. Устранение многих из названных недостатков возможно путем введения в гипсовые бетоны соответствующих добавок, регулирующих те или иные свойства вяжущего; замедляющих схватывание, пластифицирующих, гидрофобизирующих и т.д.
Применение полифункциональных добавок, улучшающих свойства гипсобетонов, считается наиболее эффективным [14, 15, 16,17].
Совершенствование вяжущих на основе гипса позволило получить ҐЦПВ нового поколения - водостойкие гипсовые вяжущие низкой водопо-требности, названные композиционными гипсовыми вяжущими. Водостойкие гипсовые вяжущие стали основой для использования наружных конструкций в сборном и монолитном строительстве, в том числе и несущих конструкциях. Широкое распространение получил в последнее время в бетонах для строительства зданий и сооружений различного назначения микрокремнезем. Исследования его свойств и возможности сочетания с другими материалами производятся в настоящее время по всему миру [102].
Технология монолитного домостроения с применением несъемной опалубки и насосной подачи кострогипсолитовой смеси
Так для жилого дома общей площадью возводимых вертикальных кон-струкций 150 м при толщине монолитного ядра 300 мм необходимо уложить 45 м бетона. При укладке за 1 цикл 100 л (0,1 м ) бетонной смеси, получаем за 1 час (см график работ - 6 циклов за 1 час) 0,6 м . Таким образом, при производительности насоса 3,5 м /ч можно возвести коттедж за 4-5 дня при двухсменной организации работ. Увеличение производительности бетонирующей машины вызывает необходимость ускорить процесс установки опалубки, что может быть неудобным, так как значительное увеличение числа рабочих на сравнительно небольшом объекте вызовет неудобство.
Преимущества разработанной технологии заключаются в следующем: 1) Изготовление щитов несъемной опалубки не требует больших площадей и энергозатрат (время выдерживания бетона в формах - 15 мин после укладки), может быть организовано рядом с возводимым объектом. Щиты несъемной опалубки могут устанавливаться почти сразу после изготовления (2...24 ч), что благоприятствует необходимому сцеплению ее с монолитным бетоном [95]. 2) Минимизация затрат на эксплуатацию мощной техники. Применение недорогой техники, стационарного смесителя небольшой вместимости и винтового насоса, позволит возводить как отдельные коттеджи в городской застройке, так и группы малоэтажных домов в отдаленных районах области из местных сырьевых ресурсов. 3) Исключение процесса снятия и очистки щитов опалубки, а также технологических перерывов для набора распалубочной прочности бетоном, сокращает трудоемкость работ и ускоряет темпы строительства. Предлагаемая технология позволит снизить трудоемкость отделочных работ. 4) Предлагаемая технология и конструкция разработанных щитов опалубки позволяют обеспечить требуемые теплозащитные функции наружных стен и комфортные условия для проживания, создаваемые благодаря свойствам органического заполнителя и гипса. 5) Экологичность предлагаемой технологии строительства обусловливается применением малошумной техники и утилизацией отходов на строительной площадке, так как промывочная вода используется для приготовления последующих порций бетонной смеси. Параллельно с этим решается проблема утилизации попутных продуктов (костры и опилок) местных льно-перерабатывающих и деревообрабатывающих производств. Используемые материалы являются местными для Нижегородской области, поэтому минимальны расходы на их транспортировку. Анализ данных, полученных при реализации эксперимента, свидетельствует о том, что комплекс технологических переделов при приготовлении, перегрузке и подаче винтовым насосом по трубопроводу гипсобетонных смесей на органическом заполнителе не снижает их однородности. Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что подача предложенным методом бетонов разработанных составов обеспечивает проектную прочность, а также достаточно высокое качество поверхностей, готовых для финишной отделки. По результатам исследования были разработаны рекомендации для проектирования составов легкобетонных гипсосодержащих смесей с органическим заполнителем, предназначенных для транспортирования их по трубопроводам. На основе выполненного комплекса исследований разработана оптимальная технология возведения монолитных стен малоэтажных зданий из легких бетонов на местных заполнителях. Предложенная технология базируется на применении маломощного смесительного оборудования для приготовления быстротвердеющей кострогипсолитовой смеси (далее - КГЛ или ко строги п солит) на объекте и насосной установки для немедленной подачи и укладки ее в несъемную опалубку из аналогичного материала, устанавливаемую вручную. Наряду с технологическими и экологическими аспектами существенное значение для оценки предлагаемого метода возведения монолитных зданий из гипсосодержащих материалов имеют технико-экономические показатели в сопоставлении с аналогичными методами малоэтажного строительства из монолитного бетона. В качестве вариантов для технико-экономического сравнения были выбраны традиционно применяемые методы возведения малоэтажного монолитного жилья: из керамзитобетона, тяжелого бетона, костробетона с использованием крана и бадьи. К технико-экономическим преимуществам новой технологии по сравнению с базовыми следует отнести: 1) уменьшение трудоемкости процесса возведения монолитных конструкций; 2) сокращение доли ручного труда и численности рабочих при внедрении данного метода возведения; 3) повышение комфортности условий труда рабочих; 4) повышение качества возводимых конструкций, сокращение затрат на устранение дефектов, сокращение сроков возведения монолитных объектов и сдачи их в эксплуатацию; 5) удешевление монолитного бетона за счет использования местных сырьевых ресурсов.
Из перечисленных преимуществ в технико-экономическом плане сравнение с базовыми методами возведения может быть проведено по первому и пятому пункту. Непосредственную экономию дает сокращение численности строительных рабочих и, соответственно, экономия фонда заработной платы и снижение себестоимости производства строительно-монтажных работ. Выражение в стоимостной форме остальных показателей достаточно трудно.
Эффективности новой технологии выполнения работ оценивались по методике [69], согласно которой она определяется по разности затрат в расчете на сопоставимую единицу выполняемых работ. При сравнении различных методов производства работ, применяемых для выполнения нескольких последовательных технологических процессов, за единицу измерения при-нимается конечная продукция - 1 м бетона возведенных монолитных конструкций.
Расчет экономической эффективности применения предложенной технологии монолитного малоэтажного домостроения из кострогипсолита
Наряду с технологическими и экологическими аспектами существенное значение для оценки предлагаемого метода возведения монолитных зданий из гипсосодержащих материалов имеют технико-экономические показатели в сопоставлении с аналогичными методами малоэтажного строительства из монолитного бетона.
В качестве вариантов для технико-экономического сравнения были выбраны традиционно применяемые методы возведения малоэтажного монолитного жилья: из керамзитобетона, тяжелого бетона, костробетона с использованием крана и бадьи.
К технико-экономическим преимуществам новой технологии по сравнению с базовыми следует отнести: 1) уменьшение трудоемкости процесса возведения монолитных конструкций; 2) сокращение доли ручного труда и численности рабочих при внедрении данного метода возведения; 3) повышение комфортности условий труда рабочих; 4) повышение качества возводимых конструкций, сокращение затрат на устранение дефектов, сокращение сроков возведения монолитных объектов и сдачи их в эксплуатацию; 5) удешевление монолитного бетона за счет использования местных сырьевых ресурсов. Из перечисленных преимуществ в технико-экономическом плане сравнение с базовыми методами возведения может быть проведено по первому и пятому пункту. Непосредственную экономию дает сокращение численности строительных рабочих и, соответственно, экономия фонда заработной платы и снижение себестоимости производства строительно-монтажных работ. Выражение в стоимостной форме остальных показателей достаточно трудно. Эффективности новой технологии выполнения работ оценивались по методике [69], согласно которой она определяется по разности затрат в расчете на сопоставимую единицу выполняемых работ. При сравнении различных методов производства работ, применяемых для выполнения нескольких последовательных технологических процессов, за единицу измерения при-нимается конечная продукция - 1 м бетона возведенных монолитных конструкций. При внедрении новой технологии, механизации, автоматизации, не связанных с изменением сметной стоимости строительства, рассчитывается планируемое снижение себестоимости производства работ по формуле Расчет экономической эффективности при переходе от существующих методов малоэтажного монолитного строительства к новому, из гипсовых материалов, выполнен на основе сопоставления технико-экономических показателей производства работ, рассчитанных по вариантам (табл. 4.1, 4.2). Трудоемкость выполнения работ по возведению монолитных элементов из бетона включает в себя трудозатраты на подготовку и установку опалубки, арматуры, приготовление и подачу бетонной смеси к месту укладки, укладку бетонной смеси и ее уплотнение, выдерживание бетона в опалубке, уход за бетоном и распалубку. Метод строительства из керамзитобетона (вариант 1) выбран как наиболее традиционный и широко применяемый на строительных объектах Нижегородской области. Наиболее часто применяемые при этом машины для подачи бетонной смеси - кран и бадья. Опалубка, применяемая при этом чаще мелкощитовая, устанавливаемая вручную. Возведение зданий по монолитной технологии из тяжелого бетона в несъемной пенополистирольной опалубке (вариант 2) считается на сегодня доступным и прогрессивным методом строительства. Использование тяжелой техники в данном случае необязательно: практически все операции могут выполняться вручную. Метод возведения зданий из костробетона (вариант 3), технологические характеристики которого были скорректированы нами в ходе исследовательской работы, рассмотрен нами в том виде, в котором он применялся при строительстве жилого микрорайона в Ковернинском районе: с использованием крана и бадьи и мелкощитовой опалубки. Метод возведения зданий из гипсосодержащего монолитного бетона (вариант 4) включает приготовление гипсобетонной смеси на площадке, подачу и укладку литьевым способом в предварительной установленную опалубку при использовании малогабаритного бетонирующего оборудования, состоящего из бетоносмесителя и винтового насоса. При этом блок бетонирования имеет небольшие размеры, объемы которого соответствуют техническим параметрам применяемых машин. Метод возведения монолитных зданий из гипсосодержащего бетона (вариант 5) рассмотрен также с применением несъемной опалубки из того же материала, устанавливаемой вручную. Используемые машины и механизмы те же, что и в 4 варианте. Для расчета технико-экономической эффективности [101] предлагаемой системы был принят фрагмент стены площадью 1м . Толщина стены определялась в соответствии с современными требованиями теплозащиты СНиП [178] для каждого рассматриваемого варианта.
Расчет технико-экономической эффективности внедрения предложенной технологии монолитного строительства выполнялся на основе исходных данных, полученных из различных нормативных и иных источников, а также анализа результатов практической реализации технологии монолитного строительства из гипсосодержащего бетона при строительстве объектов Нижегородской области и Г.Н.Новгорода (приложение 6). Результаты расчета приводятся в таблице 4.2, 4.3, и на рис.4.1, 4.2 и в приложении 5. [61, 62, 63, 64,93,103].
Применение предложенной технологии в сравнении с традиционной технологией бетонирования краном в бадьях из керамзитобетони снижает себестоимость 1 м наружной стены на 35% (включая материалы и себестоимость работ), в два раза сокращает трудоемкость работ и на 30 % продолжительность возведения монолитных стен зданий. В сравнении с одной из наиболее прогрессивных на сегодня технологий, базирующейся на применении несъемной полистирольной опалубки («Теплый дом») на 35% снижает стоимость стены.
Таким образом, экономически наиболее эффективным является использование разработанной технологии возведения малоэтажных зданий из КГЛ в несъемной опалубке.
