Конструкции стыков стеновых панелей

Эксплуатационные качества панельных до­мов в значительной степени зависят от кон­струкции стыков между панелями. Основны­ми требованиями, предъявляемыми к стыкам крупнопанельных наружных стен, являются герметичность (т. е, малая воздухопроницае­мость стыков и исключение проникания через них дождевой воды), а также недопустимость образования в месте стыка зимой конденсата (вследствие недостаточных теплозащитных свойств). Кроме того, в несущих и самонесущих панелях конструкция вертикального сты­ка должна надежно воспринимать растягива­ющие и сжимающие усилия, чтобы предохра­нить стык от появления в нем трещин.

Трещины в вертикальных стыках между па­нелями могут появиться из-за неравномерной осадки фундамента, температурных деформа­ций Панелей, усадки бетона панелей и раст­вора заделки стыков.

Следует иметь в виду, что крупнопанель­ные дома весьма чувствительны к неравно­мерным осадкам, поскольку в таких зданиях деформации осадки не распределяются по многочисленным швам, как в кирпичной клад­ке, а концентрируются в стыках между пане­лями, что приводит к образованию в них тре­щин. Поэтому при выборе фундаментов для крупнопанельных зданий надо принимать ме­ры по обеспечению более равномерной осадки здания.

Не меньшее внимание необходимо уделять температурным деформациям, которые возни­кают постоянно, тогда как неравномерные осадки фундаментов, заметные обычно в пер­вое время эксплуатации здания, в дальней­шем постепенно затухают.

Под влиянием изменений температуры по­стоянно изменяются как общие размеры всей стены, так и размеры каждой панели. При этом в результате зимнего охлаждения стены снаружи и обогрева ее изнутри изменяется величина изгиба в плоскости панелей. Возни­кающие при этом усилия приводят к образо­ванию трещин.

Качество панельных стыков зависит в зна­чительной степени от их конструкции, от фи­зических свойств материалов, применяемых для их заполнения, а также от качества работ по их заделке. Конструкция стыка должна от­личаться простотой и обеспечивать удобство тщательной его заделки.

Ниже рассмотрены основные конструктив­ные решения стыков и сделан их анализ с точки зрения удовлетворения главнейшим требованиям, предъявляемым к ним.

Различают стыки вертикальные и горизон­тальные. Вертикальные стыки между стеновыми панелями можно подразделить на две группы. К первой группе относят так на­зываемые упруго-податливые стыки, в кото­рых панели в стыках соединяют при помощи стальных связей, привариваемых к закладным деталям стыкуемых элементов. Пустоты, обра­зующиеся в стыках, заполняют раствором или бетоном, Ко второй группе относятся жесткие стыки - монолитные железобетонные, в кото­рых прочность стыкового соединения обеспе­чивается имеющейся в нем замоноличенной стальной арматурой.

На рис. 21 изображен вертикальный упру­го-податливый стык двух тонких керамзитобетонных стеновых панелей. В паз, образуе­мый четвертями, входит на глубину 50 мм панель внутренней поперечной сте­ны. Соединяют панели с помощью накладки из полосовой стали, привариваемой к сталь­ным закладным деталям панелей.

Для герметизации стыка в его узкую щель заводят уплотнительный жгут гернита на клее КН-2 или произошла на мастике «изол», С наружной стороны стык зачеканивают це­ментным раствором или промазывают мастикой - тиоколовым герметикой. Для лучшей изоляции от проникновения влаги с внутрен­ней стороны стыка наклеивают на битумной мастике вертикальную полосу из одного слоя гидроизола или рубероида. Вертикальный колодец стыка заполняют тяжелым бетоном.

В железобетонных панелях или тонких легкобетонных стык изнутри утепляют термовкладышем из минеральной ваты, обверну­той полиэтиленовой пленкой, или из пенопла­ста (стиропора). Серьезным недостатком упруго-податливых стыков является возможность коррозии сталь­ных связей и закладных деталей.

Стальные крепления стеновых панелей, представляющие собой чаще всего 6 -8-мил-лиметровые полоски, подвергаются коррозии вследствие проникания влаги через трещины в стыках и если они находятся в зоне точки росы. В этом случае в особенно неблагопри­ятных условиях находятся стальные крепле­ния в стыках, заполняемых пористым (лег­ким) бетоном, обладающим большим водопоглощение.

Необходимо также иметь в виду, что ниж­няя плоскость закладной детали при сварке под влиянием высокой температуры отрыва­ется от бетона, в который она была замоноличена па заводе. Таким образом, даже при защите от коррозии наружной поверхности за­кладной детали нижняя ее плоскость может ржаветь под воздействием проникающей атмо­сферной или конденсационной влаги в щель между нижней поверхностью закладной дета­ли и бетоном.

Для защиты связей и закладных деталей от коррозии рекомендуется на заводе со всех сторон покрывать их цинком путем распыления, горячего оцинкования или гальванизации.

После сварки в условиях монтажа защит­ный слой цинка с лицевой стороны закладной детали и связи-накладки восстанавливается с помощью газопламенной металлизации. Кроме того, оцинкованные стальные элемен­ты защищают замоноличиванием их цементнопесчаным раствором (1:1,5 - 1:2) толщи­ной не менее 20 мм. Как было указано выше, вертикальные сты­ки между стеновыми панелями, заполняемые раствором или бетоном (малоупругими мате­риалами), неизбежно по целому ряду причин растрескиваются. Для того чтобы дождевая вода не проникала в помещение через трещи­ны в стыках, а также в целях восстановления герметизации стыка, разработай ряд меропри­ятий.

С обеих сторон вертикального стыка па на­ружной поверхности панели рекомендуется, например, устраивать вертикальные канавки (каннелюры) или же бортики. Вместо приме­нявшейся ранее конопатки стыка просмолен­ной паклей или жгутом рекомендуется для уплотнения шва применять жгуты из пароизоле или гернита.

Пароизоле представляет собой эластичный пористый герметизирующий материал, изго­товляемый в виде брусков сечением 30X40 и 40X40 мм или жгута диаметром от 10 до 60 мм, приклеиваемый на мастике «изол». Сырьем для изготовления пороизола служат старые изношенные автомобильные покрыш­ки и нефтяные дистилляты. Пороиаол легко сжимается руками до 50% первоначального объема и в таком виде укладывается в шов.

Мастику «изол» получают также из старой авторезины и нефтяных битумов; ею можно склеивать бетон, керамику, металл, стекло. Так как пороизол имеет открытые поры и, следовательно, большое водопоглощение, его следует применять в сочетании с излом, ко­торый водонепроницаем.

Рис. 22. Конструкции горизонтальных стыков наружных стеновых панелей: а — с противодождевым барьером; б — то же, е зубом; 1 — прокладка из пористой резины; 2 — наружная стеновая панель; 3 — цементный раствор состава 1: 3; 4 — монтажная прокладка (2 шт. на панель); 5 — панель перекрытия; 6 — вкладыш из минераловатных плит толщиной 50 мм, обернутый в пергамин, или из пенопласта; 7 — зачеканка раствором; 8 — зуб

Гернит - пористые эластичные жгуты круг­лого сечения диаметром 30 и 40 мм, изготов­ляемые из синтетического наиритового кау­чука. Ввиду того, что водопоглощение гернита колеблется в пределах от 0,7 до 6,5%, тре­буется дополнительно защищать его поверхность. Поэтому прокладки можно применять только в сочетании с клеями КН-2 и 88-Н. Эти клеи изготовляют на базе наиритового каучука, однородного с гернитом мате­риала. Оба клея хорошо сцепляются с бето­ном.

В целях герметизации стыков используют так называемые герметики, главным образом, для обмазки снаружи швов стыков. В строительстве применяют изготовляемые на основе тиоколового каучука мастичные-герметики У-ЗОМ черного цвета, УЗ-35 (свет­ло-серого цвета), ГС-1 (разнообразной ок­раски).

Герметик У-З0М получают из пластической, пасты У-30, в которую непосредственно перед герметизацией стыков вводят 4 -9% весовых частей пасты № 9, после чего начинается, процесс вулканизации, т, е, переход пласти­ческой массы в упругое состояние, в резину (срок перехода не превышает 2 -3 ч). Этот процесс можно ускорить до 20 -30 мин, введе­нием в смесь около 1% дефинилгуанидана

(ДФГ). Пасту наносят на шов стыка шпателем с постепенным наслаиванием до толщины 1,5 - 2 мм.

После образования такой пленки ее с по­мощью шпателя или кисти обрабатывают концентрированным раствором ДФГ (20 г на 100 г ацетона). Благодаря этому вулканиза­ция ускоряется. Герметик наносят па шов и по сторонам- его на 20 мм (зимой площадки сцепления увеличивают до 30 мм).

Для устройства горизонтального стыка (рис. 22) верхнюю стеновую панель ставят иа нижнюю на цементном растворе. Через го­ризонтальный стык, плотно заполненный рас­твором, дождевая вода может проникать главным образом вследствие капиллярного подсоса влаги через раствор.

Чтобы предотвратить проникание дождевой воды через горизонтальный стык, в нем сна­ружи устраивают так называемый противодождевой барьер (рис. 22, а) или зуб (рис. 22, б) в виде гребня, идущего сверху вниз. На наклонной части барьера, или зуба, раст­вор прерывают и создают воздушный зазор, в пределах которого подъем влаги по капил­лярам прекращается.

По верху барьера или вообще по верху ни­жележащей панели рекомендуется проклады­вать ленту на пористой резины с целью луч­шей герметизации стыка. В однослойных стеновых панелях толщиной 300 мм противодождевые барьеры или зубья не устраивают.

Как было сказано выше, стальные крепле­ния в упруго-податливых стыках не являют­ся достаточно надежными связями между па­нелями. Такие крепления податливы и не всегда обеспечивают длительную совместную работу сопрягаемых панелей и, следователь­но, не могут предохранять стык от растрески­вания.

Более надежны жесткие монолитные стыки, прочность которых обеспечивается замоноличенной стальной арматурой. При устройстве таких стыков имеется возможность избежать трещин в стыках, исключается также опас­ность коррозии стальных связей. На рис. 23 показан монолитный стык однослойных стеновых панелей с петлевыми выпусками арматуры, соединенными скобами из круглой стали диаметром 12 мм. Гермети­зация стыка обеспечивается прокладкой по-роизола на мастике «изол» и обмазкой наруж­ного шва герметикой. Между замоноличенной зоной стыка и герметизацией образовала вер­тикальная воздушная полость, которая слу­жит дренажным каналом, отводящим вниз попадающую внутрь шва воду с выпуском ее наружу на уровне цоколя.

Рис. 24. Монолитный стык пане­лей наружных стен серии МГ-300:

а — вертикальный стык: 1 — мастика типа УМ-40; 2 — пергамин; 3 — стиропор; 4 — фибролит; 5 — монолитный бетон марки 200; б — расположе­ние связей между панелями наруж­ных и внутренних стен (сечение I — / по месту постоянных связей, сече­ние II — II по монтажным связям): J — скоба; S — петля; S — бетон замоноличивания; 4 — закладные дета­ли; 3 — накладка; б — сварные швы.

При монтаже домов из панелей небольшой толщины в вертикальных стыках применяют утепляющие вкладыши из минеральной ваты, обвернутой полиэтиленовой пленкой, или из пенопласта (рис. 23, б). При проверке петлевых соединений были обнаружены зазоры между отгибами скоб и нетелями, которые в случае недостаточно плот­ного замоноличивания вызывали значитель­ную податливость связей. Для уменьшения податливости такого рода несвайных связей в некоторых типовых сериях панельных жи­лых домов были предусмотрены дополнитель­ные сварные связи, запроектированные как монтажные.

На рис. 24 изображен монолитный верти­кальный стык панельного жилого дома серии МГ-300. Несварные петлевые соединения выполняют в двух уровнях - в верхней и нижней частях панелей. Кроме того, для фиксирования за­данного панелями положения во время мон­тажа, когда стыки еще не замоноличена, предусмотрены монтажные связи в виде тра­пециевидных стальных пластинок толщиной 8 мм, приваренных к закладным деталям сое­диняемых стеновых панелей.

Анализ деформаций таких комбинирован­ных связей показал, что после установки петлевых связей сварная связь воспринимает большую часть усилий, возникающих в стыке от температурных, осадочных и других дефор­маций панелей. Петлевые же связи и после их замоноличивания работают слабо, воспри­нимая только 15 -20% общих усилий.

Рис. 25. Тип соединения стеновых панелей е помощью сварного стального анкера связи; 1 - арматурные выпуски из панелей; 2 - Т - образный анкер-связь; 3 - сварные швы.

Таким образом, работа элементов комбини­рованных связей является малоэффективной, несмотря на большой расход стали. Кроме того, необходимо отметить, что горизонталь­ное расположение соединительных элементов мешает плотному заполнению стыка бетоном.

Более рациональным является предложение проф. А. А. Шишкина применять для соедине­ния стеновых панелей сварные анкера связи (рис. 25), которые представляют собой Т-образные элементы, изготовленные из по­лосовой стали и располагаемые в стыке «на ребро». Для устройства соединения в стено­вых панелях оставляют концевые выпуски арматуры (в пределах габарита форм), кото­рые приваривают к концам анкеров. Благода­ря вертикальному расположению полосовой связи в стыке обеспечивается возможность плотного заполнения полости бетоном. Расход стали в данном соединении оказывается в 3 раза меньшим, чем в ранее описанных. Это объясняется более полным участием металла связей в работе по восприятию усилий, воз­никающих в стыке при монтаже и эксплуата­ции здания.

Рис. 26. Безметальная конструкция стыка:

а - горизонтальный стык; б - вертикальный стык; в - схема панели; 1 – панель наружной стены; 2 - панель внутренней поперечной стены; 3 - панель перекрытия; 4 - раствор; 5 – утеплитель; 6 - жгут гернита; 7 - конопатка; в - герметик; 9 - шпонка

Заслуживает внимания так называемый безметальный стык в виде ласточкина хвоста, разработанный Б. Н. Смирновым (ЦНИИЭП жилища), который позволяет совсем исклю­чить стальные связи (рис. 26). Благодаря усложненной «шпоночной» форме краев всех четырех сторон стеновой панели стыки спо­собны воспринимать значительные растягивающие усилия. Стык этот успешно прохо­дит проверку в экспериментальном строитель­стве.