Виды стеновых железобетонных панелей: сборные, монолитные и другие, возможные размеры плит

Для строительства стен зданий жилого, промышленного и торгового назначения используют бетонные и железобетонные изделия.

Такие панели вышли на строительные рынки мира более 50 лет назад и с тех пор остаются неизменно востребованными с высокими прочностными и огнеупорными характеристиками.

Они стали незаменимыми при возведении массовых серий жилых многоэтажных домов, благодаря чему во всех российских городах появились микрорайоны новостроек. Сегодня они успешно применяются не только в массовом строительстве, но и в индивидуальном.

Новые многослойные модификации железобетонных стеновых панелей делают здания не только прочными, но и теплыми, огнебезопасными и акустически защищенными.

Общая характеристика панелей для строительства

Чисто бетонные стены применяются редко, поскольку они могут нести только нагрузку на сжатие, например, в колонны. Железобетон — относится к композиционному стройматериалу, в котором объединены в одно целое бетон и железная арматура.

Последняя располагается таким образом, чтобы усилия растяжения были приняты армоконструкцией, а сжатия — бетоном. Таким образом нивелируется главный недостаток бетона — невысокая прочность к растягивающим усилиям. Общее функционирование бетона и арматуры гарантируется отличным сцеплением между ними и близкими по значению показателями линейного расширения.

Для того чтобы повысить скорость строительства, были разработаны определенные типоразмеры стеновых плит. Под них были построены новые заводы и технологические линии, которые способны были выпускать изделия для всех типов стен зданий.

Наружные плиты классифицируются по трем подкатегориям: однослойные из легкого бетона, 2-х и 3-слойные из тяжелых модификаций бетонов и слоя теплозащиты. Во многих модификациях плит внешний слой плит покрывают керамической плиткой или другими современными видами отделочного материала. Внутренняя часть выровнена и подготовлена для отделочных операций.

По мере развития строительных технологий, производство железобетонных стеновых плит также претерпело изменения, в результате чего сегодня появилось множество разных типов изделий, которые можно применить под любые проектные решения.

В результате стандартизации производства железобетонных стеновых конструкций они приобрели следующие преимущества:

1. 

   Стабильность материала при температурных скачках.

2. Устойчивость к агрессивным природным факторам.
3. Огнестойкость.
4. Превосходные несущие и прочностные характеристики.
5. Высокая стойкость против влаги и продолжительные сроки эксплуатации.
6. Скоростной монтаж, не требующий трудоемкой отделки.
7. Универсальность конструкции.

Как и многие другие стройматериалы, железобетонные изделия (ЖБИ) также имеют недостатки, среди которых можно отметить:

• необходимость использования специальной техники во время монтажных и транспортных операций из-за тяжелого веса конструкций;
• более низкие тепло- и шумозащитные характеристики чем у кирпичной стены;
• невозможность фрагментного ремонта.

Производство стеновых ЖБИ стандартизированы по ГОСТ для различных условий эксплуатации, в связи с чем они классифицируются по функциональному назначению:

• жилищные объекты: индивидуальные, многоэтажные, цокольные конструкции, техподполье и чердачные помещения;
• промышленные объекты: цеха, склады, ТЭЦ и другие;
• технические сооружения: элеваторы, тоннели, водонапорные и котельные.

Конструкция стеновых панелей должна обладать высокой прочностью, небольшой теплопроводностью, огнестойкостью, незначительной удельной массой, а также экономичным процессом производства. Не менее важными критериями считаются простое выполнение монтажных работ и эксплуатационное качество полученных стыковых соединений.

Прочность ЖБИ панелей гарантируется жестким закреплением, как друг с другом, так и с перекрытиями. Для того чтобы обеспечить все требуемые параметры строительства здания, стеновые плиты конструкционно могут быть выполнены монолитными, полыми или комбинированными из первых 2-х видов.

По количеству слоев они могут быть многослойными или сборными и монолитными.

Монолитные

Этот вид панелей имеет сплошное сечение, устанавливаются в конструкционных местах здания, где требуется, чтобы стена обеспечила серьезные перегрузки. Как правило, они создаются на стройплощадке согласно точным расчетам, в связи с чем способны иметь многообразные конфигурации и размеры.

Сборные

Количество слоев в сложных стеновых плитах колеблется от одного — однослойные модели, до трёх — трехслойные. Слоистые стеновые панели изготавливаются монолитными, с неразделенными слоями и с воздушными прослойками. Если такая прослойка размещена за наружным покровом, плиты считаются экранированными слоистыми панелями.

Одно-, двух- и трехслойные

Особенности:

• К однослойным стеновым ЖБИ относятся варианты, изготовленные из одной, как правило легкой, фракции бетона. Они отличаются тем, что главный слой плиты, которая размещается внутри помещения, обрабатывается специальным цементом для оптимизации полного формирования отделочного процесса.
• Двухслойные — используются для внутренней теплоизоляции объекта. Такие сэндвич-панели имеют два слоя — армирование и теплозащита. Последний, как правило, состоит из минеральной ваты, пенобетона или пеностекла, зацементированных отделочной стяжкой.
• Трехслойные — по конструкции соединяются ребристыми панелями, промежуток между которыми заполняют теплоизоляторы. Эти модели наиболее увесистые и вместе с тем считаются высоко функциональными строительными материалами для строительства многоэтажных зданий.

Сегодня в России набирает популярность метод получения стеновых плит по технологии СИП-бетона, особенно при индивидуальном строительстве. СИП — это структурно-изолированные плиты, которые уже более полувека успешно применяются в США, Канаде и ЕС.

Структурно-изолированные плиты могут выполнять роль не несущей композитной стены, состоящей из плиты, основанной на силикате кальция с добавлением цемента, песка, пенополистирола и технических добавок. Они не тяжелые.

Пустотелые

Технология пустотелых плит позволяет получить высоконагружаемые конструкции с экономией бетона, при сокращении удельных расходов энергии и трудозатрат на выпуск 1 м3 стенового материала.

Применение пустотного ЖБ решает одновременно 2 задачи:

1. тепловая защита дома;
2. гарантия высокой прочности строения.

Такая технология не применяется в районах с теплым климатом или при отсутствии жестких требований к прочности сооружения.

Из одного или разных видов бетона

Подобные конструкции выпускают для снижения затрат цемента при условии обеспечения высокой однородности и высоких прочностных характеристик стеновой плиты не ниже нормируемых показателей, путем соответствующего подбора компонентного состава, с учетом методики производства плит, их транспортировки и монтажа, а также потенциала дальнейшего возрастания крепости строительного бетона в конструкции и сроков выхода плиты на полную расчетную нагрузку.

Для выпуска ЖБ панелей применяют такие марки бетона:

• для наружных конструкций с теплоизолятором, легковесный пористый либо крупноячеистый тяжелый бетон;
• для холодных необогреваемых стен B15 — тяжелый бетон;
• для однослойных —  бетон легкого класса от M50 или ячеистый  M25;
• для трехслойных — класс тяжелых бетонов от M150 или M100.

Это базовая характеристика стеновых плит, которая гарантирует надежность строения от условия эксплуатации конструкций.

По стойкости к перегрузкам стеновые ЖБ панели могут быть:

• самонесущими;
• ненесущими;
• несущими.

Для всех этих вариантов плита должна содержать расчётный и конструктивный арматурный слой. Последний обеспечивает прочность изделия при перевозке и сборке, а также в процессе эксплуатации.

Несущие

Стеновая плита этого типа способна воспринимать собственную вертикальную весовую нагрузку и вес опирающихся на нее перекрытий, передавать общую нагрузку на поперечные конструкции и основание здания.

Прочность ЖБИ гарантируется совокупной работой бетона и арматурного скелета во внутреннем бетонном слое, который, как правило, имеет большую ширину и считается несущим, эту конструкцию называют рабочей арматурой.

Во внешнем слое размещается расчетная арматура, воспринимающая нагрузки, которые образуются при транспортировке и монтаже плит. В чисто бетонных стеновых плитах элементы рабочей арматуры отсутствуют, а имеются лишь расчётная составляющая армоконструкции.

Самонесущие

Эти панели способны воспринимать только вертикальную нагрузку, возникающую под давлением массы плиты и вышерасположенных панелей. Их изготавливают на аналогичном оборудовании, что и несущие конструкции плит.

Внутренние самонесущие плиты состоят из 1-го слоя бетона класса В25, относящегося к маркам тяжелого и укреплены железной арматурой. Толщина таких панелей зависит от проекта здания и может находиться в диапазоне от 130 до 170 мм.

Ненесущие

Это самые слабые стеновые конструкции, которые не предназначены, чтобы на них опирались любые другие строительные плиты и элементы, кроме дверных блоков.

Если будет позволять расчет, они могут устанавливаться при строительстве одноэтажных коттеджей.

Плиты имеют хорошую производственную подготовку, эксплуатационное качество внешних и внутренних площадей достаточно ровное с перепадами до 3 мм, поэтому не нуждаются в выравнивающей штукатурке.

При отделке необходимо лишь сделать завершающую шпаклевку, либо для санузла, можно сразу наклеить керамическую плитку.

Конструкционные

Эта модификация самых прочных стеновых панелей плотностью свыше 2000 кг/м3 и высокой морозоустойчивостью стройматериала свыше 50 циклов замораживания/размораживания.

К конструкционным также относятся современные SIP панели, в основе которых заложено применение теплозащитных панелей для основных элементов здания.

По варианту установки армированных конструкций внутри плиты различают:

• установку напрягаемой арматуры с предварительным напряжением;
• простое армирование с размещением ненапрягаемой арматуры.

При применении ЖБ стеновых плит, даже при небольших напряжениях в бетонном слое возникают трещины. Это объясняется тем, что арматура действует одновременно с бетоном, который имеет отличную от стали предельно допустимую деформацию: у бетона 2 мм на 1 м длины, а у стали 10 мм.

Согласно международным и отечественным стандартам, марка бетона является основной характеристикой для стеновой панели. Марки бетонов выпускают от М100 до М500, при этом производство стен имеет максимальный показатель М300.

Главные области использования бетона различных марок для стеновых конструкций:

• М100 практически для стен не использует, только в качестве подготовительной базы под ненесущие стены.
• М150 в качестве ленточных фундаментов.
• М200 применяется в области частного домового строения для стеновых блоков.
• М250 внутренние несущие плиты.
• М300-внешние несущие стены от жилых объектов до монолитных подпорных систем.

Категорийность бетонов по плотности получают в промышленных масштабах благодаря использованию различных смесей. Так для легких модификаций бетона используется:

1. керамзит;
2. вспученный шлак;
3. пемза.

Для тяжелых марок бетонов в качестве заполнителя используют гранитную крошку или щебень. Эта наиболее популярная ЖБ смесь в промышленности, которую применяют при производстве изделий ЖБИ.

Не менее популярными считаются бетоны с ячеистой структурой в виде пор, заполненных воздухом и относящихся к легким бетонам.

Для бетонных стеновых плит в действительности существует безграничное число разнообразных форм, расцветок и текстур. На производственных линиях используют простые варианты поверхностной обработки или более сложные в виде:

• плиточной облицовки;
• оксидной окраски;
• пескоструйной очистки;
• полировки и травления.

Различают первичную и вторичную отделку. Первая осуществляется в процессе их производства на стадии формования бетона. Самые сложные отделочные технологии применяются для внешних капитальных стен жилых объектов, поскольку потребуется одновременная качественная отделка внешней стороны и подготовка к внутренней отделки.

Причем первичная отделка может выполниться при формировании ЖБ плиты на заводе, «лицом вниз» либо «вверх», исходя от того, каким образом будет ориентирована фасадная стена. Вторичная отделка железобетонных панелей выполняется после окончательного затвердения бетона.

В случае, если первичную и вторичную обработку расценивать с позиции долговечности, то первичная наиболее долговечная.

Конструкционные

Конструкционные промышленные железобетонные стеновые плиты выпускаются в виде прочного, долговечного и универсального стройматериала, предпочтительны для холодных климатических зон, что предполагает минимальное обслуживание их в процессе эксплуатации.

Бетон относится к огнеупорным материалам, практически не сжимаем, не гниет и не способен к деформации.

Со временем он набирает силу, поэтому его структура идеально функционирует при непрогнозируемых условиях, которые связаны с переменой климата.

Конструкционные плиты выпускают таким образом, что они не требуют дополнительной фиксации, при этом самостоятельно способны обеспечить прочную боковую фиксацию, для успешного противодействия циклоническим ветрам.

Такие готовые стеновые плиты имеют высокую ударную прочность, выдерживают износ и при эксплуатации практически не требуют ремонта и обслуживания. По конструкции такие ЖБ стеновые панели устанавливают при возведении мансардных помещений, надземных жилых этажей и цокольных стен.

Каждая модификация панели проектируется отдельно с особенной установкой монтажных отверстий, крепежных и подъемных вставок.

Виды по размерным характеристикам

ЖБ стеновые панели выпускаются с разнообразной конфигурацией и габаритами. Выбор типа и размеров бетонных плит для строительства объекта выполняется в процессе проектирования из типовых модификаций.

В большинстве случаев типовые панели выпускаются со стандартными размерами для жилых объектов 12*1,8 м и 6*1,2 м, а для промышленных объектов принимаются панели соответственно 6.9 и 12 м. Для стенок, имеющих проемы используют изделия по длине от 1.5 до 3.0 м, а для проемов дверей — от 1.48 до 2.98 м.

Все плиты маркируются на заводе по ГОСТ несмываемой краской, которая наносит специальный код на ребра.

Код состоит из 3-х цифр и литер, разделенных дефисом:

• Первые цифры указывают на метод производства, например, от 1 до 3 относятся к монолитным конструкциям, а от 4 до 6 к составным.
• Первый буквенный символ обозначает области применения Н или В установки снаружи или внутри.
• Далее идет обозначение места установки С/Ц/Ч, что означает — стена/цоколь/чердак.
• Следом идет указание размеров, при этом ширина обозначается в см, а длина панели в дц.

Кроме того, в маркировке указывается вид бетона, конструктивная особенность прямая или зеркальная и номер расположения закладных элементов.

Например, маркировка стеновой панели из легкого бетона 6 м Х1.5х0.25м с номером закладных 31 будет иметь вид: ПС 60.15.2.5-2.Л-1.31

Эти виды стеновых панелей применяются при строительстве одноэтажных промзданий по серии 1.030.1-1 до 7,2м и толщину 250 и 300 мм по металлоформам. Они могут использоваться для работы во влажном здании до 70%.

Усредненная плотность исходного бетона в сухом состоянии не должна быть ниже 900 и не может превышать 1300 кгс/м3. Они обладают внешней и внутренней фактурной отделкой из смеси цемента и песка.

Кроме того, по серии 1.432 11 выпускаются длинномерные изделия 12м для стеновых конструкций промышленных зданий с системами отопления с двухсторонними отделочными слоями из раствора, полученного с композицией цемента и песка.

Легкобетонные стены 1.433 2 также для производственных зданий в которых может возникать агрессивная воздушная среда и влажные условия эксплуатации до 80%.

Однослойные неразрезные панели по РЧ No08/11-11024-ЭКБ применяются при возведении объектов до 18 этажей. Габариты панели: 6,8 х2,740 х0.480 м. Стены производятся в щитовой опалубке, обладают оконными и дверными проемами и выпускаются на основе перлитобетона.

Каждый дом, от индивидуального до многоквартирного, имеет внутренние перегородки, которые выпускаются в виде крупногабаритных плит с размерами соответствующим высоте этажа и длиной 6 м.

Такие панели должны быть укреплены стальной проволочной сеткой, термически и механически устойчивой арматурой не ниже класса А/3 или АТ/3С, которые дополнительно покрыты антикоррозийным грунтом.

Стеновые панели 3.902.1-12 также армируются сварными сетками с защитным слоем бетона не менее 30 мм. Часто в соответствии с дополнительным заказом застройщика наносят холодную битумную гидроизоляцию на все плоскости панелей.

Аналогично возможно производство панелей с особыми условиями по бетонным смесям, например, использовать сульфатостойкий портландцемент.

Большинство заводов ЖБИ производят не только стеновые панели, но и плиты перекрытия и железобетонные дорожные плиты. Последние используют высокопрочный бетон (В25, В30).

Модификации, которые производятся способом вибролитья либо вибропрессования:

• 50*50;
• 1000*1000*100;
• 500*500*50;
• 1000*500*50.

Последующий этап производства — пропарка форм до завершения кристаллизации бетонированной смеси. В состав может добавляться краситель, который не выгорает от ультрафиолетовых лучей и не вымывается атмосферными осадками.

Такие железобетонные плиты обладают преимуществами:

• высокие показатели ЖБИ по прочности и износостойкости;
• продолжительный период использования при стабильных высоких нагрузках;
• эстетическое оформление;
• несложность установки, возможность проведения ремонта и обслуживания;
• теплостойкость и экологическая безопасность.

Почему важно правильно выбрать?

Ошибки при выборе железобетонных стеновых плит очень дорого стоят, если они будут обнаружены уже после возведения стен, придется выполнять демонтаж установленных плит.

Даже при незначительных ошибках, допущенных при выборе модификаций стеновых стройматериалов, застройщику придется оплачивать сверхнормативные потери тепла и повышенные расходы по эксплуатации и ремонту такого дома. Для того чтобы этого не допустить, нужно знать правила выбора.

Критерии выбора железобетонных стеновых панелей:

1. 

   Высокая способность противодействовать давлению ветра, температурным колебаниям в железобетонных слоях, усадке и микроползучести слоев, осадке фундамента, горизонтальным силам, которые вызываются в процессе жизнедеятельности человека, животных или транспортом, выдерживать собственный вес и вес оборудования.

2. Вид исполнения внешнего и внутреннего слоя панели, которая устанавливается согласно требованиям по прочности и сроку эксплуатации.
3. Варианты рабочего конструктивного и расчетного армирования.
4. Эффективность теплоизоляционного слоя.
5. Эффективные связи для многослойных панелей, для равномерного переноса нагрузки внешнего слоя на внутренний и предупреждения прогиба слоев.
6. Отделка поверхностей стеновых плит должна гарантировать защиту от природных воздействий и осуществлении декоративных функций.

Заключение

Стеновые железобетонные поверхности широко применяются, как в процессе массового многоэтажного строительства, так и индивидуального. По своему назначению они подразделяются для жилых и промышленных зданий, а также имеют различную модификацию:

• для стен;
• цокольных этажей;
• чердачных этажей.

Они пользуются повышенным спросом вследствие высоких прочностных характеристик и долговременного срока службы. ЖБ панели должны соответствовать ГОСТ, который обязаны строго соблюдать производители стеновых панелей на всех этапах производства.