Прочностные и деформативные характеристики шлакопемзобетонных стеновых панелей
В разработке и освоении технологической линии для скоростного изготовления железобетонных рельефных изделий методом низкочастотного виброформования принимала участие бригада из формовочного цеха № 2, возглавляемая В. Н. Белинским. Коллектив регулярно перевыполняет план, сдает продукцию только хорошего качества. Многие члены бригады — активные рационализаторы. В нормальной, без поломок и аварий работе линии—значительная заслуга всей бригады.
На ДСК применяют комплекс современных физико-химических методов воздействия на структурообразование бетона с целью получения наиболее плотных и долговечных изделий. С помощью новой установки — ударного стола осуществляется уплотнение бетонной смеси колебаниями низкой частоты при большой амплитуде. Технологическая линия низкочастотного виброформования предназначена для изготовления изделий, к архитектурной выразительности, заводской готовности и качеству самого изделия— его лицевой поверхности, форме, точности размеров, а также качеству бетона — прочности, плотности, водонепроницаемости предъявляются повышенные требования.
В настоящее время на ударном столе изготавливают рельефные экраны лоджий, декоративные железобетонные панели для холодных зон высотных домов и элементы поворотных вставок к домам. Использование рельефных экранов и лоджий с различными рисунками, декоративных перфорированных панелей позволили в значительной степени разнообразить приемы и способы отделки зданий. В результате повышено качество, улучшена архитектурная выразительность строящихся жилых кварталов.
Идет третий год десятой пятилетки. Стремясь делом ответить на Письмо ЦК КПСС, Совета Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ партийным, советским, хозяйственным, профсоюзным и комсомольским организациям, трудящимся Советского Союза «О развертывании социалистического соревнования за выполнение и перевыполнение плана 1978 года и усилении борьбы за повышение эффективности производства и качества работы», коллектив Харьковского ДСК-1 прикладывает все силы, знания и энергию на решение одной из важнейших задач — строительство добротного красивого жилья для советского человека.
Панели наружных стен для 9-этажных домов серии 111-91 в городе Липецке запроектированы толщиной 35 см из шлакопемзобетона марки М 75 с объемной массой в сухом состоянии 1650 кг/м3 (серии I-464A — марки М 50). Расход материалов на 1 м3 уплотненной бетонной смеси составил 280 кг шлакопортландцемента марки М 300, 1490 л заполнителя (шлаковой пемзы фракций 0—5, 5—10 и 10—12.
20 мм соответственно 560, 400 и 440 л), 180 л воды и 4 л 5%-ного раствора СНВ; удобоукладываемость 20—30 с. Бетонную смесь уплотняли на виброплощадке с амплитудой 0,3 мм и частотой 3000 кол/мин. Свежеотформованные изделия до тепловлажностной обработки выдерживали в течение 3 ч. Режим пропаривания в камерах обычный — скорость подъема температуры не более 25—30°С/ч, изотермический прогрев в течение 8—10 ч.
Анализ стабильности технологического процесса методами математической статистики показал, что шлакопемзобетон, полученный в производственных условиях, удовлетворяет нормативным требованиям. В табл. 1 дана оценка однородности шлакопемзобетона марок М 75 и 50 по прочности на сжатие R в 28-суточном возрасте и по объемной массе в сухом состоянии у.
Панели испытывали в соответствии с ГОСТ 8829—66 на стенде завода ЖБИ-7 Липецкого ДСК, нагружая их с помощью двух гидравлических домкратов типа ДГ-100, расположенных симметрично в каждом простенке через ножевые шарниры с эксцентриситетом 3— 5 см. Нагрузку прикладывали ступенями по 10—12% расчетной разрушающей с интервалом 10—15 мин. Отклонение размеров стеновых панелей от проектных значений составило не более ±5 мм. Ширина технологических трещин в углах оконных и дверных проемов была в пределах 0,1 мм; при нагружении панелей они не развивались. Для измерения деформаций в направлении действия сил и в поперечном направлении на каждую панель устанавливали 8 индикаторов с удлинителями (база 300—500 мм). Для определения прогибов служили 6 прогибоме- ров ПАО-6, расположенных по осям простенков. Стеновую панель 5-этажного дома НС-1 серии I-464A испытали в возрасте 246 сут. Максимальная нагрузка 1500 кН, приложенная с эксцентриситетом 4,7 см, выше расчетной разрушающей в 2,23 раза. До разрушения не доводили. Считая ?б=7,3103 МПа, максимальные напряжения в панели достигали 7,2 МПа. Прогибы при контрольной нагрузке по образованию трещин равнялись 1,85 мм, что меньше ‘/400 высоты панели, а при максимальной нагрузке — 6,48 мм. Кроме того, на каждом этапе замеряли начальные и вновь появившиеся трещины. При максимальной нагрузке ширина их раскрытия не превышала 0,2 мм.
При испытании наружных стеновых панелей 9-этажных домов серии 111-91 нагрузку передавали через распределительные балки отдельно на каждый простенок с эксцентриситетом 5 см на расстоянии 12,5 см от внутренней стороны панели. При такой схеме передачи усилий опорные участки преждевременно разрешались. Так, при испытании панели Н-25 в верхней опорной части левого простенка в сжатой зоне произошло местное разрушение бетона при сравнительно небольшой нагрузке (600 кН). При дальнейшем увеличении » нагрузки на правый простенок максимальный прогиб при нагрузке 900 кН составил 4,17 мм. Панель Н-21 испытали в возрасте 13 сут. При нагрузке 600 кН со стороны растянутой зоны поперек простенков появились первые трещины на расстоянии 1,21 м от нижней грани панели, по-видимому, связанные со смятием бетона под опорами и их поворотом. При нагрузке 1200 кН опыты прекратили, так как бетон под верхними опорами разрушался от местного сжатия, при этом распределительные балки поворачивались, и дальнейшее нагружение оказалось невозможно.
Панель Н-21 испытали по уточненной ЦНИИЭП жилища схеме нагружения: контрольную нагрузку 1098 кН прикладывали с эксцентриситетом 3 см. При нагрузке 1200 кН появились диагональные трещины из углов оконного проема под углом 45° к вертикали (рис. 2). Поперечные волосяные трещины в простенках в растянутой зоне возникли при нагрузке 1450 кН, затем были обнаружены вертикальные трещины — в подоконной перемычке. Максимальная нагрузка, равная 1800 кН, выше контрольной разрушающей в 1,64 раза. До разрушения панель не доводили. Значения замеренных и теоретических деформаций близки между собой. Продольные деформации достигли 0,29 мм, что соответствует напряжению 9,91 МПа. Коэффициент поперечной деформации шлакопемзобетона, по опытным данным, в среднем равен 0,156.
Чтобы избежать этого, в дальнейшем устанавливали общую траверсу на всю длину панели. Усилия от домкратов прикладывали по осям простенков с эксцентриситетом в плоскости панели. При этом нагрузка частично перераспределяется на простенки и перемычку, что больше соответствует действительной работе наружных стеновых панелей. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Панель Н-25 испытали в возрасте 14 сут. На пятом этапе нагружения (1000 кН) в верхней части простенков со стороны сжатой зоны появились трещины скола, которые с увеличением нагрузки развивались. В растянутой зоне панели при нагрузке 1450 кН возникла поперечная треацина на расстоянии 57 см от верхней грани. При нагрузке 1600 кН глубина ее достигла 17 см с шириной раскрытия до 2—3 мм; в сжатой зоне бетон скололся в виде клина толщиной 5—20 см и высотой 37 см.
Графики прогибов панели под нагрузкой представлены на рис. 1. Наибольшие прогибы простенков равны 3,23 и 2,67 мм, т. е. высоты панели, что значительно меньше
Зависимость продольной деформации стеновых панелей под нагрузкой приведена на рис. 3. Более прочные стеновые панеЗш Н-21 и Н-25 деформируются меньше, чем панель НС-1 из шлакопемзобетона марки М 50 серии 1-464А и панели Н-25 и Н-21 серии 91. Установлено, что наружные стеновые панели из шлакопемзобетона НС-1 и Н-21 соответствуют ГОСТ 8829—66 по условиям прочности, жесткости и тре- щиностойкости. Панели Н-25 и Н-21, испытанные под нагрузкой с эксцентриситетом 5 см, также отвечают требованиям прочности внецентренно-сжатых стеновых элементов из относительно малопрочных материалов.
Таким образом, конструкция панелей наружных стен из шлакопемзобетона марки М 75 по несущей способности, жесткости и трещиностойкости соответствует требованиям, предъявляемым к конструкциям для 9-этажных домов серии 91 со значительным запасом. Дальнейшее совершенствование технологии формования панелей позволит перейти к строительству 12—16-этажных зданий.