Монтаж крупных стеновых блоков (статьи)

Из крупных стеновых блоков возводят несущие наружные и внутренние стены многоэтажных и малоэтажных зданий, самонесущие стены каркасных зданий и др. наружные стены многоэтажных и малоэтажных зданий имеют разрезку стен каждого этажа, преимущественно на два ряда блоков. Тогда вся наружная стена монтируется из трех типов блоков: простеночного, подоконного и перемычечного. Для внутренних стен применяют блоки на высоту этажа.

Крупные блоки монтируют способом «на весу», строповку блоков выполняют за две монтажные петли двухветвевым стропом. Ставят блоки на слой раствора.

До монтажа осуществляют геодезическую разбивку осей, рулеткой размечают места установки блоков стен.

Монтаж этажа начинается с установки угловых и маячных (простеночных) блоков наружных стен, расстояния между которыми не должны превышать 20 м. Для чего после разметки и закрепления установки блоков в плане рисками на месте установки каждого блока нивелируют две точки, ближние к боковым граням. По данным нивелировки и определенного монтажного горизонта для каждой точки определяют толщину горизонтального шва как разность между проектной отметкой горизонта и фактической отметкой данной точки. Потом подбирают деревянные шашки (размер шашек 40х40 мм) и устанавливают их на растворе в ранее пронивелированных местах. Под блок ставят по две шашки на расстоянии 50-60 мм от наружной грани стены. Верх шашек должен находиться строго на проектном уровне, поэтому их устанавливают по нивелиру. Таким образом, установив шашки-подкладки, заранее фиксируют положение монтируемого блока по высоте. В процессе монтажа следят, чтобы толщина растворной постели была не меньше, чем установленные их шашек марки, и не превышала их высоту больше, чем на 5 мм.

Кроме примороженных шашек перед установкой блока на растворную постель с внутренней стороны втапливают два деревянных клина, которые ставят так, чтобы блок, посаженный на них и на растворную постель с марками, был несколько наклонен наружу. Клинья должны иметь достаточно большие размеры, чтобы с ними было удобно работать

При установке блока на растворную постель в процессе осаживания клиньев блок выравнивается по вертикали, и раствор уплотняется в горизонтальном шве. Так обеспечивается посадка наружной грани и всего блока в проектное положение и заполнение горизонтального шва раствором.

Маячные блоки выверяют в плане по рискам, вертикальное положение проверяется по рейке-отвесу.

Когда закончена установка угловых и маячных блоков первого этажа, по ним с отступом от наружной плоскости стены на 2-3 мм натягивают шнур-причалку, закрепляя его на блоках скобами. На всех последующих этажах угловой маячный блок устанавливают по данным геодезического контроля нижележащего яруса, а промежуточный маячный блок – по нанесенной на перекрытие с помощью теодолита межсекционной оси.  Места установки промежуточных простенных блоков определяют промером рулеткой от угла здания и  провешиванием отвесом вертикали по блокам нижерасположенного этажа.

Простеночные блоки устанавливают аналогично маячным. Поднятый краном простеночный блок устанавливают на место, ориентируя боковой гранью по риске, нанесенной на перекрытии, а фасадной гранью – по обрезу нижерасположенной стены или по натянутому внизу шнуру-причалке. Далее шнур-причалку натягивают по верхней грани блоков и выверяют положение блока в определенной последовательности: по высоте, точности установки низа блока, вертикальности боковых граней. Установка блока заканчивается доводкой его положения в вертикальной плоскости, при этом используется рейка-отвес.

Установка подоконных блоков между простеночными требует только нанесения отметки на верхней грани. Шаблоном или метром отмеряют высоту оконного проема от верха простеночного блока и наносят отметку на боковой грани этого же блока. Раствор под блок расстилают также, как и под простеночные блоки, с некоторым утолщением шва к наружной поверхности.

Блок устанавливают на место между простеночными, заводя его изнутри здания. При этом правильность установки блока проверяют по внутренним ребрам простеночных блоков.

До установки перемычных блоков на глухих участках стен проводят разбивку положения блоков по горизонтали и вертикали. При разбивке по горизонтали наносят риски по серединам разбивочных блоков вверху с внутренней стороны. Разбивку по вертикали выполняют с помощью нивелира или гибкого уровня, нанося на простеночные блоки отметки на 1 м ниже опорной поверхности четвертей перемычечных блоков под элементы перекрытий.

Перемычечные блоки начинают устанавливать с угловых и промежуточных маячных блоков, по которым натягивают шнур-причалку. Раствор в горизонтальные швы укладывают, разравнивая его зубчатой малкой или кельмой. После установки и выверки перемычечные блоки  соединяют металлическими накладками, которые приваривают к закладным деталям блоков.

Блоки внутренних стен монтируют обычно после наружных стен. Разметку их положения выполняют, пользуясь стальной рулеткой, в пределах всей захватки. Для блоков первого яруса по разметке внизу натягивают шнур-причалку, а для блоков второго яруса шнур-причалку натягивают на уровне верха этих блоков после установки маячных.

Раствор под блоки первого ряда внутренних стен разравнивают зубчатой или гладкой малкой. Под блоки с вентиляционными каналами раствор укладывают по рамкам-шаблонам с заглушками.

Соединения железобетонных конструкций

Общие положения

Монтажными соединениями называют примыкания элементов конструкций на монтаже друг к другу. Устройство монтажных соединений – это чрезвычайно важная характеристика монтажа. Трудоемкость соединения сборных железобетонных конструкций доходит до 60% всей трудоемкости монтажа. Наряду с конструкцией, качество соединения сборных элементов в значительной степени определяет надежность смонтированных конструкций и основные эксплуатационные показатели смонтированного объекта.

В монтажных работах различают следующие виды соединения: стыки, швы и узлы. Стык – это место, в котором соединяются два конца, две крайние плоскости конструкций. Швом называют место соединения частей, например, горизонтальные и вертикальные соединения между смежными стеновыми панелями или между плитами перекрытий. Соединение нескольких элементов различного конструктивного назначения называется узлом. Примеры узловых соединений: колонны и фундамента, стропильной фермы и колонны и т.д.

Стыки подразделяют на несущие и ненесущие. Несущие стыки воспринимают нагрузку и должны обеспечивать необходимую прочность соединения. В зависимости от передаваемого усилия несущие стыки делятся на шарнирные и жесткие. Шарнирные стыки передают только продольные и поперечные силы, а жесткие могут передавать и изгибающие моменты.

К несущим стыкам относятся стыки элементов каркаса здания.

В качестве примера несущего стыка можно назвать стык между перегородкой и стеной здания.

Стыки различают и по виду соединяемых конструкций. Например: стык колонны и фермы, стык наружных панелей, колонн, колонны и ригеля.

По способу выполнения различают сухие, замоноличенные и смешанные соединения. Сухие соединения выполняют на болтах, заклепках, электросваркой, либо сочетанием этих способов. Так соединяют преимущественно металлические конструкции. Примером такого соединения является стык колонны с подкрановой балкой. Жесткость соединения обеспечивается электросваркой закладных деталей колонны и балки. Так соединяют стропильные фермы и балки с колоннами.

Соединения второго типа – замоноличенные – отличаются тем, что промежутки между деталями в этом соединении заделывают раствором или бетоном. Так соединяют большинство железобетонных конструкций. Это стык колонны с фундаментом стаканного типа, стык между блоками стен подвала и т.п.

Выполнять замоноличенные соединения сложнее, поскольку часто приходится устанавливать опалубку, потом необходимо выдерживать бетон или раствор в течение некоторого времени, пока они не наберут необходимую прочность. В зимний период для замоноличивания стыков приходится принимать дополнительные меры.

Наиболее сложны и трудоемки смешанные соединения железобетонных конструкций. В этом случае детали сначала соединяют сваркой или на болтах, потом стык замоноличивают раствором или бетоном. Но до этого, чтобы предупредить коррозию закладных деталей, на них после сварки надо нанести антикоррозийное покрытие. Примеры таких соединений: стыки колонн, жесткие рамные узлы в многоэтажных зданиях.

Есть смешанные соединения, в которых стыки после сварки или крепления на болтах выдерживают монтажные нагрузки еще до замоноличивания. При выполнении таких соединений монтаж можно не прерывать в ожидании набора прочности бетоном (раствором) замоноличивания.

Ко всем без исключения соединениям предъявляются определенные требования по прочности, жесткости и коррозийной стойкости. На практике встречаются соединения, которые в соответствии с проектом производства работ должны отвечать дополнительным требованиям. Например, стыки панелей наружных стен должны быть герметичными и нетеплопроводными, а стыки панелей внутри помещений не должны быть звукопроводимыми.

Основные операции при устройстве стыков сборных железобетонных конструкций – это сварка арматуры и закладных деталей, их антикоррозийная защита, герметизация и утепление стыков, замоноличивание стыков раствором или бетонной смесью. (Герметизации и утепления стыков требуют соединения наружных стеновых панелей и блоков).

Сварка монтажных соединений

Основные способы сварки- дуговая шовная, дуговая ванная и электрошлаковая. До начала сварочных работ проверяют правильность расположения свариваемых деталей и выпусков арматуры. Несоосность арматурных стержней в стыках допускается до 0,05 номинального диаметра при сварке стержней в инвентарных съемных формах и до 0,1 при сварке на стальных остающихся скобах. Перелом осей стержней в стыках не должен превышать 3 градусов.

Чтобы уменьшить несоосность стержней в стыках, можно отгибать стержни после подогрева до 600-800 гр.С на расстоянии от бетона не менее 100 мм.

Антикоррозийная защита

Защиту закладных деталей и сварных соединений осуществляют двумя способами: замоноличивание бетоном и нанесением защитных покрытий.

Защита бетоном предусматривает надежное замоноличивание стальных связей бетоном, плотность и марка которого, а также толщина защитного слоя по отношению к элементам стального соединения не меньше, чем у сборных железобетонных элементов. При выполнении этих условий сохранность стальных связей обеспечивается в той же мере, как и стальной арматуры в бетоне.

Если в связи с конфигурацией стыка или ожидаемого в процессе эксплуатации возможного образования или раскрытия трещин, а также по условиям производства работ надежная защита стальных соединений бетоном невозможна или проблематична, используют защитные покрытия.

В основном используются защитные покрытия двух видов: лакокрасочные и металлические. Закладные детали в процессе тепловлажностей обработки железобетонных изделий подвергаются воздействию горячего пара и нагретого бетона, а при сварке в условиях монтажа – влиянию высоких температур. Лакокрасочные покрытия, как правило, не выдерживают эти воздействия, поэтому их применяют только в условиях строительной площадки, причем ограниченно. Лакокрасочные покрытия используются во внутренних конструкциях зданий без агрессивной среды и в сухих помещениях, а также в тех случаях, когда возможно возобновление покрытий при эксплуатации зданий. Во всех остальных случаях – в помещениях с агрессивной средой, при высокой влажности воздуха, в ограждающих конструкциях, при невозможности возобновления защиты в процессе эксплуатации и др. – наносят металлические покрытия из цинка и алюминия.

Металлические покрытия имеют существенные преимущества по сравнению с лакокрасочными и полимерными. Если лакокрасочные и полимерные покрытия только механически препятствуют доступу агрессивной среды к поверхности металла, то цинковые т отчасти алюминиевые покрытия защищают сталь и электрохимически.

Электрохимическая защита заключается в том, что покрытие из цинка обладает более отрицательным потенциалом, чем сталь. Такое покрытие в случае повреждения или наличия в нем пор становится анодом, а оголенная сталь – катодом. Возникший при этом электрохимический процесс приводит к постепенному растворению анода (цинкового покрытия) и заполнению пор продуктами коррозии цинка, а сталь при этом не разрушается.

Как правило, антикоррозийную защиту стальных связей осуществляют при производстве сборных железобетонных конструкций, а в условиях строительной площадки защищают только места, поврежденные сваркой, и швы.

На стальные поверхности цинк в заводских условиях наносят горячим цинкованием, гальваническим способом или металлизацией, в построечных условиях – только металлизацией, т.е. напылением расплавленного цинка на защищаемые поверхности. Металлизацию осуществляют газопламенным напылением цинкового порошка или наплавлением расплава цинковой (или алюминиевой) проволоки.

Металлизация газопламенным напылением представляет собой нанесение на защищаемые детали слоя цинка толщиной 0,1-0,15 мм. Для выполнения этой работы применяют передвижную установку, которая состоит из баллона с горючим газом, компрессора для подачи воздуха, питательного бочка и распылительной горелки. Детали установки соединены шлангами. Покрытие наносят в течение трех дней после выполнения сварочных работ на тщательно подготовленные (очищенные) поверхности, не позднее.

До нанесения покрытия поверхность сварного шва и около сварочной зоны закладных пластин разогревают до 320-350 гр.С, для чего обычно достаточно двух-трех проходов горелки. Потом включают подачу порошка и напыляют цинковое покрытие. Во время нанесения покрытия оператор держит сопло горелки на расстоянии 80-120 мм от металлизируемой поверхности под углом 75-90 гр. к ней. Расплавленные в воздушно-газовом пламени распылительной горелки частицы цинка, наносимые под давлением сжатого воздуха на разогретую стальную поверхность, прочно сцепляются с ней. Покрытие наносят в один слой.

Покрытие должно иметь мелкозернистую структуру и матовую металлическую поверхность без вспучиваний, трещин и других дефектов.

Металлизационное покрытие, выполненное на стройке, иногда дополнительно покрывают 2-3 слоями лакокрасочных материалов для получения комбинированного металлизационно-лакокрасочного покрытия. Комбинированные покрытия обладают высокой стойкостью и долговечностью, они применяются для защиты стальных связей в агрессивных средах.

Технологический процесс металлизации наплавлением расплава проволоки производится электрометаллизатором. Принцип действия металлизатора заключается в следующем: между двумя сматываемыми с катушек проволоками возникает дуга, в результате чего металл проволок плавится и струей воздуха выдувается в виде мелких капелек на сварной шов. Режим наплавления зависит от скорости подачи и качества проволоки, устойчивости и давления воздуха. При напылении длину факела выдерживают на расстоянии 100-150 мм от дуги до наплавляемой поверхности. Покрытие наносят в 2-4 слоя при толщине слоя 0,1- 0,2 мм.

Чтобы нанести цинковое покрытие, применяют передвижную электрометаллизационную установку, в комплект которой входят компрессор, электродвигатель, воздухосборник, переносной сварочный трансформатор, масловлагоотделитель, электрокалорифер и пневматическая сверлильная машина с комплектом щеток.

На стройках распространено специальное лакокрасочное покрытие – цинковый протекторный грунт. Его готовят на основе перхлорвинилового лака. Состав грунта (%): цинковая пыль – 65-76, перхлорвиниловый лак – 35-25, растворитель – 10. Протекторный грунт наносят сразу после подготовки поверхности (не позже чем через 2 ч). Состав наносят плавными движениями распылительного пистолета или филенчатой кисти. Чтобы получить необходимую толщину защитного слоя (0,15-0,3 мм), грунт наносят в 2-3 слоя, каждый последующий слой наносится по высохшему предыдущему. Высыхание определяют по просветлению пленки, а также с помощью тампона: волокна ватного тампона или нити ветоши не должны прилипать к пленке.

Герметизация стыков

Герметизацию стыков наружных стеновых панелей и блоков осуществляют укладкой между ними пористых прокладок и нанесением в стык с наружной стороны уплотняющих мастик.

Прокладками служат гернитные, пороизоловые, резиновые мелкопористые жгуты. В качестве мастик применяют: нетвердеющие – вязкую однородную массу на основе полиизобутиленового, изопренового и бутилового каучуков, наполнителей и пластификаторов; вулканизирующиеся – эластичную резиноподобную массу с высокой адгезией (прилипанием) к бетону и другим материалам на основе каучука, пластификатора, растворителя, наполнителя и вулканизатора.

Герметизирующие прокладки укладывают в горизонтальные стыки в процессе монтажа, а в вертикальные – после проверки вертикальности блоков и их закрепления в проектном положении.

Герметизацию вертикальных стыков проводят в определенной последовательности: металлической щеткой прочищают наружный зазор в стыке; поверхность стыка грунтуют клеящей мастикой; прокладку запрессовывают в загрунтованный зазор, а при блочном строительстве иногда конопатят. После этого в стык снаружи нагнетают уплотняющую мастику с последующим разравниванием металлической расшивкой.

В вертикальный стык панелей (блоков) прокладку запрессовывают роликом с наружной стороны здания. Толщина прокладки должна быть в 1,7 раза больше зазора, чтобы получить обжатие в стыке на 30-50%.

Изоляция стыков мостиками выполняется после уплотнения прокладками и замоноличивания стыков стеновых панелей (блоков), которые производят внутри здания. В вертикальный стык мастику вводят специальными шприцами: ручными, пневматическими и электрогерметизаторами. Работа пневматического шприца основана на выдавливании мастики из цилиндра через мундштук энергией сжатого воздуха.

В электрогерметизаторе рабочее давление создается вращающимся шнеком. Брикет мастики, заключенный в полиэтиленовую пленку, подается в загрузочное отверстие, и шнек, постепенно забирая мастику, нагнетает ее через насадку в стык. Разорванная шнеком пленка остается в слое уложенной в стык мастики.

В холодное время года для улучшения адгезии мастики с бетонной поверхностью включают электронагреватель.

Мастику в стыки наносят непрерывно валиком толщиной 10-15 мм, затем деревянной или металлической специальной расшивкой мастику плотно прижимают к кромкам панелей. Толщина наносимого слоя мастики должна быть 10-15 мм по оси стыка и 20-25 мм в местах контакта с поверхностью панелей.

Еще одна технологическая операция по уходу за стыками – их утепление. В качестве теплоизоляционных материалов применяют вкладыши из пенополистирола, полужесткого стекловолокна и минеральной ваты, предохраняя их от увлажнения обертыванием синтетической пленкой или пергамином.

Утеплительный пакет наклеивают изнутри на гидроизоляционный слой (герметизирующие ленты, два слоя рубероида и др.), а если он не предусмотрен проектом,- непосредственно на бетонную поверхность. Наклеивают гидроизоляционный слой и утеплительный пакет нетвердеющими мастиками.

В горизонтальных стыках утеплительный пакет укладывают без мастики между наружной стеновой панелью (блоком) и торцом панели перекрытия.

Замоноличивание стыков считается трудоемким процессом, поскольку большое количество бетона (раствора) приходится укладывать малыми порциями. Так, объем рассредоточенного монолитного бетона для заполнения стыков по отношению к сборному железобетону конструкций зданий составляет: в одноэтажных промышленных зданиях 9-12%, в многоэтажных промышленных зданиях 12-20%, а в жилых домах 3-7%.

Стыки замоноличивают только после приемки сварных соединений и выполнения антикоррозийной защиты металлических деталей. Сначала выполняется подготовка. Бетонные поверхности элементов должны быть шероховатыми. Перед укладкой бетона стыки очищают, продувают струей сжатого воздуха или промывают водой.

В смесях для замоноличивания соединений применяют быстротвердеющие и обычные портландцементы марки 400 и выше. В качестве крупного заполнителя используется щебень или гравий из камня твердых пород. Чтобы обеспечить хорошее заполнение полостей и исключить образование пустот и раковин, размер зерен крупного заполнителя должен быть не более 1/3  наименьшего сечения полости и ¾             наименьшего расстояния в свету между стержнями арматуры. Размер зерен песка для стыков стеновых панелей не должен превышать 5 мм.

Чтобы обеспечить высокое качество заполнения полостей соединений, бетонная (растворная) смесь должна обладать необходимой подвижностью. Для монтажных соединений подвижность бетонной смеси должна быть 6-8 см, раствора для стыков – не более 8 см, раствора для заполнения горизонтальных швов стеновых панелей – 5-7 см, а для заполнения вертикальных стыков между панелями  - 10-12 см.

Смесь (бетонная или раствор) подается в стык вручную или механизированным способом (под давлением). Заполнение стыков механизированным способом производят при помощи плунжерных или винтовых растворонасосов, пневмонагнетателей, комплексных пневматических установок, работающих по принципу торкретирования, цемент-пушек и другого оборудования. Пневматические нагнетатели и комплексные установки пригодны для заделки стыков бетонной смесью и раствором, растворонасосы и цемент-пушки – только раствором.

Если смесь подана в стык свободно (не под давлением), ее уплотняют глубинными и наружными прикрепляемыми вибраторами. Учитывая небольшие размеры зазоров в соединениях, обычно применяют глубинные вибраторы с вибронаконечниками небольшого диаметра (28 и 38 мм). Если по каким либо причинам применять вибраторы не удается, смесь в стыках уплотняют штыкованием вручную.

Во всех случаях технологические приемы замоноличивания соединений диктуются их конструктивными решениями. Чаще всего приходится иметь дело с такими стыками: колонны с фундаментом стаканного типа, колонны с колонной, ригелей с колоннами вертикальных стеновых панелей.

Стыки колонн с фундаментами стаканного типа замоноличивают сразу же за установкой, выверкой и закреплением ряда колонн. Для замоноличивания применяют бетонную смесь с заполнителем, крупность частиц которого находится в пределах 5-20 мм. Уплотняют бетонную смесь глубинным вибратором с наконечником диаметром до 38 мм. Если таких вибраторов нет, используют обычные глубинные вибраторы, надевая на них наконечники или металлические полосы.

Стык колонны с колонной замоноличивают одним из следующих способов, обеспечивающих плотное заполнение всей полости, - с подпором бетонной смеси, прессованием, инъецированием.

Замоноличивание стыка с подпором бетонной смеси производят в инвентарной опалубке, состоящей из двух Г-образных частей, соединяемых болтами. С каждой стороны опалубки устроены карманы, через которые в полость подают бетонную смесь, которую потом уплотняют. Верхний обрез карманов расположен выше верхней границы стыка, чем обеспечивается плотный контакт укладываемой бетонной смеси со стыкуемой гранью верхней колонны. После укладки бетонной смеси наросты бетона в карманах срезают, забивая стальные пластины заподлицо с гранями конструкции.

Способ замоноличивания прессованием основан на прессовании бетонной смеси в полости стыка с помощью специальной пресс-опалубки, состоящей их двух частей. На подготовленный стык устанавливают обе части опалубки и закрепляют болтами. Затем отводят до отказа  пуансоны опалубки, камеры заполняют бетонной смесью и закрывают крышками. Затем, вращая рукоятку, вдавливают смесь в стык. Доводят пуансоны до упора, открывают крышку камеры и приставляют поочередно к каждому пуансону вибробулаву, одновременно продолжая прессовать пуансоном бетонную смесь в стык до появления в ее зазорах между колонной и опалубкой. После этого пресс-опалубку снимают и кельмой зачищают поверхности замоноличенного стыка от выдавленного наружу бетона. Как видно, этот способ трудоемок, но он обеспечивает качественное заполнение полости стыка.

Способ инъецирования заключается в заполнении полости стыка раствором под давлением в специальной опалубке с помощью пневматических и механических нагнетателей. Опалубка состоит из двух Г-образных частей, которые соединяют и затягивают болтами или клиньями. Опалубку устанавливают с герметизирующими прокладками из эластичной резины. Полость стыка заполняют подвижным раствором марки 300. Инъекционные головки подсоединяют к штуцерам задвижек в опалубке и открывают контрольные краны.

Чтобы избежать воздушных пробок, раствор подают в полости опалубки с небольшой скоростью. Когда из отверстий контрольных кранов появляется раствор, их закрывают и продолжают подачу раствора для создания дополнительного давления. Затем задвижки закрывают, а инъекционную головку отсоединяют.

Обычно замоноличивание стыков ригелей с колоннами осуществляют с применением инвентарной опалубки. Укладку бетонной смеси производят безнапорным способом с уплотнением вибратором с гибким валом.

Чтобы замонолитить вертикальные стыки стеновых панелей, используют инвентарную опалубку, а на месте примыкания панелей внутренних стен – нащельники. Смесь подают с вышележащего перекрытия растворонасосом, а при малых объемах – через воронку. Перед этим наконечник вибратора с гибким валом опускают на дно стыковой полости и по мере подачи смеси поднимают кверху, уплотняя подаваемую смесь.

В период твердения бетона (раствора) замоноличенные стыки предохраняют от ударов, сотрясений и воздействия прямых солнечных лучей.

Для обеспечения влажного режима твердения бетона замоноличенные стыки закрывают мешковиной, опилками и в течение трех суток систематически увлажняют. При температуре 15 гр.С и выше в первые трое суток поливают днем не реже чем через 4 часа и не менее 1 раза ночью. В последующие дни стыки поливают не реже двух раз в сутки. Поливку не производят при температуре воздуха 5 гр.С и ниже.

Передача монтажных нагрузок на стыки допускается после достижения бетоном или раствором прочности не менее 70% проектной. В каждом случае этот момент должен быть проверен расчетом устойчивости смонтированных конструкций.