Шунгизитобетонные стеновые панели длиной 12 м для промзданий
B НИИЖБ были проведены исследования и испытания с целью проверки возможности изготовления стеновых панелей из шунгизитобетона по чертежам керамзитобетонных конструкций. Цель их состояла в проверке прочности, деформативности и трещиностойкости панелей из шунгизитобетона, а также смятия кониевых участков панелей в местах опирания их на опорные столики; прочности заанкеривания закладных детйлей и монтажных петель. Конструкция и армирование приняты в соответствии с чертежами серии I. 432-3. Опытные образцы панелей изготовлены на комбинате строительных конструкций в Петрозаводске.
Испытывали четыре образца опытных панелей марки ПСЛ-24-3, размерами 1,2X12 м, толщиной 24 см. Панели выполнялись однослойными из шунгизитобетона марки М 75, объемной массой 1100 кг/м3, с наружными слоями толщиной 20 мм из раствора марки 100.
Конструкции армировали пространственными сварными каркасами: рабочая продольная арматура — из стали класса A-II диаметром 16 мм, поперечная—из стали класса A-I.
Для приготовления шунгизитобетона использовали шунгизитовый гравий с размером зерен до 20 мм и объемной насыпной массой 530 кг/м3, а в качестве пылеватых фракций — кварцевый песок в количестве до 9% суммы объемов заполнителей. Для снижения объемной массы шунгизитобетона применяли поризацию его с помощью добавки СНВ.
Бетонную смесь готовили в бетономешалке принудительного действия, уплотнение производили на вибростоле. Панели пропаривали в камере по режиму 3+3+17+3 ч (выдержка+подъем температуры до 60°С+прогрев+остывание).
Опытные панели предназначены для применения в отапливаемых промышленных зданиях как перемычечные. Панели испытывали в рабочем (вертикальном) положении на одновременное действие вертикальной и горизонтальной нагрузок. Величина нагрузок была принята в соответствии с проектом. Равномерно распределенные вертикальные и горизонтальные нагрузки заменяли сосредоточенными силами, которые прикладывали в четвертях пролета.
Нагрузки на панели передавали этапами. На пятом этапе загружения прикладывали пульсирующую периодически повторяющуюся нормативную горизонтальную нагрузку (сто циклов нагружения и разгрузки) при постоянной расчетной вертикальной нагрузке. Дальнейшее загружение панелей проводили горизонтальной и вертикальной нагрузками, прокладываемыми этапами до разрушения. После каждого этапа загружения измеряли деформации арматуры и бетона, прогибы и ширину раскрытия трещин в панелях (рис. 1).
Панели ПСЛ-I, -III и -IV были испытаны до разрушения, которое произошло от изгибающего момента в середине пролета (в панели ПСЛ-I вследствие текучести арматуры, а в панелях ПСЛ-Ш и -IV вследствие раздробления бетона сжатой зоны одновременно с текучестью арматуры). Панель ОСЛ-П не доводилась до разрушения. Отношение фактической разрушающей нагрузки к расчетной составило для панелей ПСЛ-1, -III и -IV соответственно 2; 2,1 и 2,2 (по ГОСТ 8829—77 это соотношение равно 1,6). Таким образом, стеновые панели имеют несколько завышенную прочность.
Испытания показали также, что панели обладают достаточной жесткостью. Горизонтальные перемещения в середине пролета при нормативной нагрузке составили для ПСЛ-1, -II и -IV соответственно 20, Г5 и 15 мм, а для ПСЛ-Ш эта величина была меньше Допускаемый прогиб из
плоскости по нормам составляет для подобных панелей 7250 /, т. е. 48 мм. Первые трещины в конструкциях появились при нагрузке, составляющей 60% нормативной, ширина их раскрытия равнялась 0,03 мм. При нормативной нагрузке ширина раскрытия трещин достигала 0,1 мм. Допускаемая нормативная ширина раскрытия трещин составляет 0,3 мм при нормативной нагрузке.
Однако, поскольку наличие трещин в панелях при нормативной нагрузке может сказаться на долговечности конструкции, желательно применить предварительное напряжение арматуры и выяснить возможность использования предварительного напряжения шунгизитобетона низких марок.
Необходимо отметить, что трещины по длине испытанных панелей располагались в средней части пролета. Наименьшее расстояние от крайней трещины до торца панелей при наибольшей нагрузке составило I—IV соответственно 1,1; 0,97; 1,14; 0,82 м. Трещины на вертикальных гранях проходили нормально к оси панелей, наклонные трещины не появлялись. Нарушения анкеровки арматуры в шунгизитобетоне опорных зон панелей не наблюдалось вплоть до разрушения.
После испытания панелей была проведена проверка прочности на смятие опорных участков и прочности заанкеривания монтажных петель и закладных деталей. Фактическая рарушающая нагрузка при испытании на смятие была больше нагрузки, воспринимаемой участками смятия, определенной по фактическим характеристикам материала панелей, соответственно для панелей I—IV в 1,8; 11,7; 1,6 и 1,5 раза. Проверка прочности заанкеривания монтажных петель в стеновых панелях из шунгизитобетона показала, что начало смещения петель происходило при нагрузке, в 5 раз превышающей нагрузку на петлю от собственной массы панели с коэффициентом динамичности 1,5.
При испытании закладных деталей на отрыв фактическая разрушающая нагрузка также превышала усилие, передаваемое через закладную деталь при разрушении панели. Это отношение составило соответственно 1,9; 2,2; 2 и 2,1. Исследования опытных образцов стеновых панелей марок ПСЛ-24-3 на совместное действие горизонтальных и вертикальных нагрузок выявили, что их прочность, жесткость и трещиностой- кость удовлетворяют требованиям действующих нормативных документов, панели могут быть рекомендованы к применению.
Внедрение панелей описанного типа было организовано в Петрозаводске. Экономический эффект от выпуска шунгизитобетонных панелей по сравнению с керамзитобетонными равен 5,11 р. на 1 м3.