Оптимизация ступенчатых фундаментов
Железобетонные фундаменты ступенчатого типа — широкораспространенные конструкции, которые, как правило, индивидуально разрабатывают в каждом проекте и далеко не всегда рационально, поэтому вопрос оптимизации фундаментов является весьма актуальным и решение его может дать существенную экономию.
Размер подошвы определяют по СНиП II-15-74 исходя из допустимой осадки фундамента или по нормативному давлению на грунт основания. Соотношение сторон в плане находят из условия получения минимального объема фундамента. При действии одной нормальной силы подошва должна быть квадратной исходя из симметрии приложения нагрузки относительно двух осей координат:
Для приготовления поризованного технической пеной беспесчаного керамзитобетона М 50 и 75 применялся алкиларилсульфонатный пенообразователь (20%-ной концентрации) в количестве, соответственно равном на 1 м3 бетона 2,5 и 2 л.
Подсчет эффективности 1 м2 панелей произведен для условий Москвы.
Стоимости исходных материалов по соответствующим прейскурантам приняты следующие: портландцемент — 17 р. 70 к. за 1 т; керамзитовый гравий— 8 р. 20 к. за 1 м3; керамзитовый дробленый песок—14 р. за 1 м3; кварцевый песок — 2 р. 80 к. за 1 м3, ЦНИПС-1—40 к. за 1 кг; алюминиевая пудра—98 к. за 1 кг; пенообразователь — 20 к. за 1 л.
По СНиП II-A.7-71 подсчитано сопротивление теплопередаче наружной стены которое для ограждающих конструкций средней категории массивности, применяемых в Москве, равно 1,3 м2-ч-°С/ккал. Была также определена толщина керамзитобетона в панели между наружными и внутренними фактурными слоями (общей толщиной 2+2=4 см) из цементно-песчаного раствора, при различных значениях объемной массы керамзитобетона и значениях коэффициента теплопроводности. Данный показатель также принят с учетом дополнений к главе СНиП II-A. 2-71.
Тепловая инерция конструкций, изготовленных из керамзитобетонов, находится в пределах от 4,27 до 5,39.
Сравнение объемных масс керамзитобетонов в сухом состоянии, стоимости материалов на 1 м3 бетона, толщин панелей, расходов цемента на 1 м2 стены и стоимостей 1 м2 ограждения (без учета фактурных слоев) представлено в таблице.
Для большей наглядности вышеуказанные характеристики поризованных бетонов были подсчитаны в процентах от аналогичных показателей для керамзитобетона плотной структуры на дробленом керамзитовом песке, принятого за эталон (см. таблицу).
Расчеты позволяют сделать вывод, что керамзитобетон марок М 50—75 плотной структуры на дробленом керамзитовом песке, принятый за эталон, имеет наибольшую объемную массу. Соответственно на 66—45 кг/м3 снижается масса бетона на кварцевом песке, поризованиого воздухововлекающими добавками.
Применение дробленого керамзитового песка при поризации бетона газом снижает объемную массу керамзитобетона на 127—95 кг/м3, а поризация беспесчаного керамзитобетона пеной или газом уменьшает объемную массу на 229—197 кг/м3.
Наиболее высока стоимость материалов для приготовления 1 м3 плотного керамзитобетона марок М 50—75 на керамзитовом песке, принятого в качестве эталона. При использовании дробленого керамзитового песка и поризации бетона газом стоимость материалов снижается на 1 р. 45 к. — 1 р. 05 к., а при полном отказе от применения такого песка на 2 р. 68 к. — 2 р. 49 к. При поризации беспесчаного керамзитобетона технической пеной стоимость 1 м3 бетона марок М 50—75 по сравнению с эталоном будет уменьшена соответственно на 3 р. 16 к. —2 р. 77 к.
Применение кварцевого песка и поризация керамзитобетона воздухововлекающими добавками позволяет снизить стоимость материалов для приготовления 1 м3 керамзитобетона иа 5 р. 11 к. - 4 р. 80 к., в данном случае можно получить наиболее дешевый керамзитобетон.
Снижение объемной массы керамзитобетона марок М 50—75 до 928— 962 кг/м3 за счет поризации уменьшает общую толщину однослойной керамзитобетонной панели наружных стен жилых зданий. На кварцевом песке с поризацией воздухововлекающей добавкой можно получить панели, толщина которых меньше эталона соответственно на 2,6—1.8 см. Изделия из керамзитобетона, изготовленного на дробленом керамзнтозом песке и поризованного газом, имеют толщину на 5—3,8 см меньше, чем толщина эталона. Толщина панелей из беспесчаного керамзитобетона, поризованного газом или пеной, снижается на 8,5—8,6 см.
Наименьшее количество цемента на 1 м3 бетона расходуется при приготовлении эталонного керамзитобетона плотной структуры на дробленом керамзитовом песке, а наибольшее — при приготовлении беспесчаного поризованиого керамзитобетона. Разница составляет соответственно 80 и 100 кг цемента марки 400 на I м3 керамзитобетона марок М 50 и 75. При изготовлении бетонов на кварцевом песке и поризации воздухозозлекающей добавкой превышение расхода цемента по сравнению с эталонным бетоном составляет 10 кг/м3 (только для бетона М 75), а на дробленом керамзитозом песке с поризацией газом оно увеличивается на 60— 80 кг/м3.
Однако за счет уменьшения толщины изделия расход цемента на 1 м2 панели, изготозленной из различных керамзитобетонов, практически выравнивается и состазляет 68—75 кг при использовании бетона марки М 50 и 71—88 — бетона марки М 75.
Стоимость материалов, применяемых для приготовления 1 м2 панели из керамзитобетона, будет наибольшей при использовании эталонного плотного бетона марок М 50—75 на дробленом керамзитовом песке (6 р. 01 к. — 6 р 04 к.).
Для поризозанного воздухововлекающей добавкой керамзитобетона на кварцевом песке тех же марок этот показатель снижается на 2 р. 08 к.—1 р. 87 к. Использование поризованиого газом бетона марок М 50—75 на дробленом керамзитовом песке уменьшает стоимость на 1 р. 31 к. — 99 к. по сравнению с эталоном.
Применение беопесчаного бетона марок М 50—75, поризованного газом, снижает стоимость материалов на 1 м2 панели соответственно в пределах 2 р. 24 к. — 2 р. 01 к., а поризованного иеной — от 2 р. 31 к. до 2 р. 08 к. Таким образом, беспесчаные поризованные бетоны марок М 50—75 являются наиболее экономичными. Стоимость на 1 м2 стены уменьшается соответственно на 37,3—34,4%.
Учитывая, что из всех видов керамзитобетонов принятых составов можно Получить изделия, отвечающие требованиям ГОСТа, выбор вида керамзитобетона для приготовления однослойных ограждающих конструкций необходимо производить с учетом их экономических показателей для конкретных условий и характеристик имеющихся материалов.