Введение к работе
Актуальность темы. Одним из конструктивных решений теплоэффектив-ных наружных стен, получивших в настоящее время широкое распространение в проектировании и строительстве жилых домов и зданий другого назначения в России и Республике Башкортостан, является фасадная теплоизоляция с оштукатуриванием по сетке. Данный тип теплоэффективной стены может применяться как при новом строительстве, так и при реконструкции и санации существующих зданий. Кроме того, один из элементов такой системы — тонкая многослойная арміфованная штукатурка — применяется для наружной отделки стен зданий, выполненных в несъёмной пенополистиролыюй опалубке.
Система фасадной теплоизоляции с оштукатуриванием по сетке должна продолжительный период сохранять первоначальные теплозащитные и гидрозащитные свойства при эксплуатационных воздействиях на уровне, предусмотренном проектом. Большинство разработчиков систем фасадной теплоизоляции определяют безремонтный срок службы для своих систем в пределах 30-40 лет, однако в реальных условиях зачастую наблюдаются признаки отказов системы уже через несколько лет.
Ключевым моментом в обеспечении долговечности системы фасадной теплоизоляции является стойкость фасадных штукатурок в процессе эксплуатации к действию внешних факторов. Для штукатурных покрытий на цементной основе существует проблема растрескивания и потери сцепления с основанием при действии усадки штукатурного слоя и перепадов температур. Важнейшей характеристикой штукатурных покрытий, наряду с прочностью на растяжение и адгезией к основе, определяющей их трещиностойкость и влияющей на долговечность, является предельная растяжимость штукатурок, количественные значения которой не представлены в паспортных характеристиках ни одним из производителей сухих штукатурных смесей и систем фасадной теплоизоляции.
Актуальным и практически неизученным также является вопрос о влажно-стном режиме наружной стены рассматриваемого типа в цикле эксплуатации при применении пенополистирольного утеплителя, характеризующегося относительно низким коэффициентом паропроницаемости. Возможное накопление влаги в толще стены за годовой период её эксплуатации и сверхнормативное увлажнение материала с выпадением конденсата за период с отрицательными
4 среднемесячными температурами наружного воздуха могут привести к снижению теплоизоляционных свойств стены, попеременному замораживанию-оттаиванию в переходные периоды года и снижению долговечности ограждающей конструкции из-за утраты морозостойкости её отдельных элементов.
Таким образом, применительно к системам фасадной теплоизоляции существуют несколько актуальных вопросов, связанных с обеспечением их эксплуатационной надёжности и долговечности, требующих дополнительных исследований и решений.
Цель работы заключается в исследовании стойкости штукатурных покрытий в системах фасадной теплоизоляции в климатических условиях Республики Башкортостан при действии усадки и перепадов температур, изучении характерных дефектов и причин их возникновения, имеющих место в процессе эксплуатации таких систем, а также в разработке рекомендаций по совершенствованию технологии исполнения систем фасадной теплоизоляции с целью повышения их эксплуатационной надёжности и долговечности.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
- выявление и систематизация основных факторов, воздействующих на штука
турные покрытия в процессе эксплуатации и влияющих на их долговечность;
- исследование напряжённого состояния штукатурных покрытий от действия
усадки штукатурки и перепада температур на различных по жесткости основах,
включая работу штукатурки в системе фасадной теплоизоляции;
экспериментальные исследования предельной растяжимости и трещино-стойкости различных вариантов штукатурных растворов под действием фактора усадки, исследование роли сеточного армирования в обеспечении трещино-стойкости штукатурных покрытий;
исследование влажностного режима наружной стены с фасадной теплоизоляцией при применении пенополистиролыюго утеплителя;
реализация программы мониторинга объектов, возведённых в г. Уфе и Республике Башкортостан с применение нескольких систем фасадной теплоизоляции в период 1994—2006 гг.; систематизация основных дефектов, возникающих при монтаже и эксплуатации, связанных с конструктивными ошибками и нарушениями технологии; разработка рекомендаций по предотвращению дефектов;
- разработка рекомендаций по наружной отделке стен зданий, выполненных в
несъёмной пенополистирольной опалубке, с использованием тонкослойных армированных гидрозащитных штукатурок.
Научная новизна работы характеризуется следующими результатами:
1 На основе решения задачи теории упругости и результатов, полученных
на ЭВМ с использованием программы «CosmosM», исследовано напряженное
состояние в слоях штукатурных покрытий от действия двух основных факторов
- усадки штукатурки и перепада температур на различных по жесткости вари
антах поверхности (основы). Установлено 5-10-кратное снижение напряжений
в штукатурном слое на поверхности маложёсткого пенополистирольного утеп
лителя в составе теплоэффективной трёхслойной стены по сравнению со шту
катуркой на жесткой основе, объясняющееся резким снижением стеснённости
названных деформаций. Исследовано напряжённое состояние в углах концен
траторов напряжений (оконных проёмов, отверстий), характеризующееся высо
кой концентрацией растягивающих напряжений, обуславливающих растрески
вание штукатурок.
-
Предложен критерий стойкости штукатурных покрытий, основанный на оценке их предельной растяжимости как одного из важнейших свойств, определяющих трещиностойкость покрытий. Экспериментально с применением авторских методик определена предельная растяжимость ряда штукатурных составов. Выявлена высокая предельная растяжимость модифицированных сухих смесей по сравнению с бездобавочным цементно-песчаным раствором. Установлено резкое повышение трещиностойкости при введении в штукатурный слой армирующей стеклотканевой сетки.
-
Исследованы возможности и обоснованы ограничения применения различных видов пеиополистирола, различающихся коэффициентами паропрони-цаемости, в сочетании с различными материалами вігутреннего слоя с точки зрения температурно-влажностного режима стены в годовом и зимнем циклах.
Практическое значение работы заключается в следующем:
- разработана классификация характерных дефектов, имеющих место в систе
мах фасадной теплоизоляции, связанных с конструктивными ошибками и на
рушениями технологии, и выявлены их причины;
разработаны рекомендации по предотвращению основных дефектов, совершенствованию конструктивных решений и технологии монтажа систем фасадной теплоизоляции в новом строительстве и при реконструкции зданий;
разработаны рекомендации по применению тонкослойных гидрозащитных штукатурок для отделки фасадов зданий, выполненных в несъёмной пенополи-стирольной опалубке.
Внедрение результатов работы заключается в следующем:
- рекомендации с анализом причин возникновения дефектов и системой
мероприятий по их предотвращению и совершенствованию технологии переда
ны и реализованы на объектах следующих организаций в г, Уфе: ООО БНЗС
(возведение зданий с применением системы фасадной теплоизоляции
«Baumit»), ООО НПП «Строительные материалы и технологии» (разработчики
системы фасадной изоляции «СМИТ-Полифас») и ЗАО «ЖилСтройРеконст-
рукция» (возведение зданий в несъёмной пенополистирольной опалубке);
результаты исследований по совершенствованию конструктивных решений и технологии монтажа систем фасадной теплоизоляции нашли отражение в научно-техническом отчёте по бюджетной теме «Анализ существующих конструкций фасадных систем на основе опыта их эксплуатации в условиях Республики Башкортостан и разработка методических рекомендаций по проектированию и технологии их устройства», выполненной в 2005 г. по заданию Министерства строительства, архитектуры и транспорта РБ;
результаты работы были использованы при выполнении работ по монтажу систем фасадной теплоизоляции на ряде объектов в г. Уфе и Республике Башкортостан в новом строительстве и при реконструкции.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях УГНТУ (г. Уфа, 2003-2006 гг.); 23-й межвузовской конференции СамГАСА (г. Самара, 2004 г.), VII, VIII, IX, X Междупародных научно-технических конференциях «Проблемы строительного комплекса России» (г. Уфа, 2003-2006 гг.); 10-й Сибирской (международной) конференции по железобетону (г. Новосибирск, 2005 г.); научно-практической конференции «Реконструкция жилых домов и надстройка мансардных этажей с применением современных технологий» (г. Уфа, 2005 г.).
7 По основным результатам исследований опубликовано 19 статей, в том
числе 2 — в центральной печати.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести разделов, основных выводов, списка использованных источников, приложений. Работа изложена на 205 листах машинописного текста, содержит 42 иллюстрации, 39 таблиц и 3 приложения. Список использованных источников включает 90 наименований.
