Технология возведения зданий в опалубках специального назначения

К опалубкам специального назначения относятся пневматическая, несъемная и греющие опалубки.

Пневматическая опалубка. Для возведения сооружений и отдельных элементов криволинейной поверхности экономически целесообразно использовать пневматическую опалубку. Ее успешно применяют для возведения коллекторов, покрытий купольных сооружений диаметром до 36м и сводчатых тонкостенных конструкций при пролете 12...18 м. С помощью пневмоопалубки можно возводить склады, производственные здания, ангары для разнообразной техники, хранилища зерна и удобрений, системы коллекторов и трубопроводов, спортивные сооружения.

Этот вид опалубки выполняют в виде гибкой оболочки из высокопрочной прорезиненной ткани толщиной 0, 3...0, 5 мм или прочной полимерной пленки, наполненной сжатым воздухом или пневматически поддерживающих элементов с формообразующей оболочкой. В рабочем положении опалубка поддерживается за счет избыточного давления воздуха. Опалубку раскраивают по специальным выкройкам, сшивают, швы проклеивают тем же материалом. Опалубку закрепляют по контуру основания, затем в нее нагнетают воздух под давлением 0, 05 МПа.

Перед бетонированием ее поверхность покрывают эмульсионной смазкой. Армирование выполняют из дисперсного армированного стекловолокна или из обычного сетчатого армирования. Бетон наносят набрызгом или послойно. Когда бетон приобретает проектную прочность, опалубку отделяют от бетона. Для ускоренного твердения бетона возможна подача в опалубку пара или подогретого воздуха.

Пневматическая опалубка не требует больших затрат на транспортирование, монтаж и эксплуатацию. С помощью такой опалубки можно возводить конструкции в самых труднодоступных местах.

Важными преимуществами пневмоопалубок является их малая масса, высокая оборачиваемость и низкая трудоемкость монтажа и демонтажа.

При работе с пневмоопалубкой необходимо в ней постоянно поддерживать рабочее давление порядка 1, 2 кПа. Воздухоподающая установка должна работать в автоматическом режиме, давление внутри опалубки постоянно должно контролироваться манометрами. Для прохода рабочих под оболочку опалубки устраивают входной шлюз с двумя плотно закрывающимися дверями.

Нанесение бетонной смеси производят установкой «пневмобетон», начиная снизу от фундамента вверх к замку по зонам и на полную конструктивную высоту. Рабочие располагаются на автогидроподъемнике, толщина слоя набрызга контролируется путем предварительной установки на опалубке специальных маяков, показывающих проектную толщину конструкции.

При укладке бетонной смеси в несколько слоев с применением торкретирования для обеспечения надежного сцепления поверхность ранее уложенного бетона должна быть тщательно увлажнена. Кроме этого разница по срокам нанесения бетона на смежных участках опалубки не должна превышать 2...4 ч, так как при больших сроках деформации опалубки при укладке смеси могут передаться и вызвать нарушение структуры твердеющего бетона на соседнем участке.

Для предотвращения высушивания твердеющего бетона от воздействия ветра и солнечной радиации его поверхность сразу после укладки слоя проектной толщины покрывают методом напыления защитной пленкой, препятствующей активному испарению влаги.

При достижении бетоном проектной прочности осуществляют распалубливание. Первоначально снимают внутреннее давление в системе и опалубке, затем демонтируют крепежные устройства. Опалубка легко отделяется от вертикальных и горизонтальных поверхностей уже набравшего прочность бетона; после очистки сворачивается и подготавливается для повторного использования.

Несъемная опалубка после укладки монолитного бетона и завершения последующих процессов остается в теле забетонированной конструкции и работает в ней как одно целое. Опалубка не только образует форму сооружения, его архитектурное оформление, но и защищает поверхность от атмосферных воздействий, повышает прочностные характеристики конструкции, улучшает режим твердения бетона. Выпуски арматуры в виде змейки и сама внутренняя поверхность панели неровная, шероховатая, способствуют лучшему контакту с укладываемым монолитным бетоном. Применение несъемной опалубки способствует резкому повышению производительности труда.

В качестве материала несъемной опалубки можно применять стальной профилированный настил, различный листовой материал, керамические и стеклянные блоки и даже металлические сетки. Опалубку можно выполнять также из плоских, ребристых и корытообразных профильных плит, изготовляемых из железобетона, бетона, армоцемента, стеклоцемента, фиброцемента. Такие плиты применяют для бетонирования монолитных конструкций и сооружений простой конфигурации и с большими опалубливаемыми поверхностями; их устанавливают в проектное положение с помощью кранов, внешние плоскости этих элементов должны совпадать с поверхностью возводимой монолитной конструкции. Крепление таких плит производят путем сварки их выпусков и армокаркаса монолитной конструкции. Возможны также варианты крепления с помощью инвентарных крепежных и поддерживающих устройств (прогонов, подкосов, схваток), которые после бетонирования и набора бетоном начальной достаточной прочности снимают и применяют повторно.

В зависимости от функционального назначения опалубку используют как формообразующую конструкцию, опалубку-облицовку и опалубку-изоляцию, часто совмещая все или часть этих функций. В любом случае эти элементы являются наружной поверхностью возводимой конструкции, поэтому могут иметь как различную фактуру, так и отделку различными плитками и другими материалами, наносимыми в заводских условиях. Учитывая заводское или полигонное изготовление опалубки, ее размеры, форма, конфигурация могут быть различны в зависимости от требований проекта (рис. 22).

Сами же плиты несъемной опалубки после бетонирования монолитных конструкций остаются их составной частью. Основным преимуществом несъемной опалубки является сокращение трудозатрат приблизительно в два раза за счет исключения цикла демонтажа опалубки, снижение объема монолитного бетона за счет включения опалубки как составной части конструкции, сокращение трудозатрат на отделку фасадных поверхностей и практически полное исключение отделочных работ.

Рисунок 22. Несъемная опалубка.

а—общий вид массива с опалубкой-облицовкой: б—железобетонная плита плоская; в – то же ребристая; г — плоская армоцементная плита; д — армопакет; 1 — плита, 2 — бетон массива. 3 — армокаркас; 4 — шероховатая поверхность; 5 — ребро плиты; 6 —отверстия; 7—анкерующая плита; 8—тканая сетка: 9—сварная сетка; 10 — прижимные прутки

Если наладить изготовление элементов несъемной опалубки на приобъектном полигоне, то значительно сократятся трудозатраты на транспортирование, будут исключены повреждения хрупких элементов, вызванные динамическими нагрузками при транспортировании.

При возведении монолитных жилых зданий применяют специальные двухслойные плиты, которые одновременно выполняют функции опалубки и декоративно-теплоизоляционного слоя для фасадных стен зданий. Несъемная опалубка стен может быть также решена в виде скорлуп из монолитного керамзитобетона, скорлуп с наклеиваемым утеплителем из пенополистирола и внутренним монолитным слоем из тяжелого бетона. Применяют и решение, когда несъемную опалубку устанавливают с наружной и внутренней стороны конструкции, пространство между ними заполняют теплоизоляционно-конструктивным материалом - пенобетоном, поризованным бетоном, пено-фосфогипсом и др.

Наибольшее распространение получила железобетонная опалубка-облицовка. Ее с успехом применяют при возведении гидротехнических, энергетических объектов, фундаментов под оборудование, массивных колонн и стен в промышленном строительстве, при возведении сборно-монолитных жилых и гражданских зданий.

Интерес представляют опалубки-облицовки для сборно-монолитного домостроения, которые выполняются в виде плит толщиной 8... 10 см из керамзитобетона и тяжелого бетона. Возможны варианты применения двусторонней опалубки-облицовки с заполнением полости легким бетоном - керамзитобетоном и пенобетоном.

В зависимости от технологического назначения железобетонную опалубку изготавливают из специальных цементов и заполнителей, что позволяет использовать ее в качестве теплоизоляции, защиты будущей конструкции от агрессивных сред, в том числе и фунтовых вод.

Использование несъемной опалубки перекрытий из ребристых тонкостенных железобетонных элементов с укладкой слоя утепляющего материала (пенобетона), армированием и бетонированием до проектной толщины приводит к значительному сокращению трудозатрат, улучшает звукоизоляционные характеристики перекрытия.

За несъемной опалубкой может быть большое будущее в монолитном домостроении. Необходимо решить ряд принципиальных вопросов - монтаж опалубки, ее выверка, временное и окончательное закрепление, не разработаны средства механизации, обеспечение принудительного и безвыверочного монтажа ее элементов.

Греющие опалубки Щиты такой опалубки снабжены нагревательными элементами, вмонтированными с тыльной стороны палубы и закрытыми слоем утеплителя. Нагревательными элементами могут быть снабжены щиты любой опалубки (мелкощитовой, крупнощитовой, объемно-переставной, катучей, скользящей и т.д) Применяют греющие опалубки при бетонировании в зимних условиях, а также для ускорения твердения бетона в летних условиях с целью ускорения работ и сокращения производственного цикла. Передача тепла в таких опалубках происходит путем теплопроводности, т.е контактным способом от нагретой поверхности опалубки к примыкающему бетону.

Греющая опалубка имеет палубу из металлического листа или водостойкой фанеры, с тыльной стороны которой расположены электрические нагревательные элементы. В современных опалубках в качестве нагревателей используют греющие провода и кабели, сетчатые и углеродные ленточные нагреватели, токопроводящие покрытия и др. Наиболее эффективны кабели из константановой проволоки в термостойкой изоляции, изоляция в свою очередь защищена от механических повреждений металлическим чулком (рис. 23).

Нашли применение плоские графитопластиковые нагреватели, которые представляют собой графитовую ткань, окантованную по контуру электродами, подключенными к коммутационным проводам. Этот нагреватель помещен в стеклопластиковую или полипропиленовую изоляцию, общая толщина щита не превышает 2 мм. Щиты могут выпускаться при различных размерах в плане, имеют низкую стоимость. Щиты можно устанавливать с наружной или внутренней стороны палубы, но оптимальным считается их расположение между щитами палубы, на расстоянии 5...6 мм от внутренней поверхности, что повышает срок эксплуатации до 50...60 тыс.ч. Температура на рабочей поверхности в пределах 80...120°С, для получения 70% марочной прочности достаточно эксплуатации установки в течение 24...36 ч (в зависимости от температуры наружного воздуха) при рваном режиме прогрева.

Сетчатые нагреватели из металла изолируют с двух сторон прокладкой тонких асбестовых листов, лист с тыльной стороны дополнительно покрывают теплоизоляцией.

В греющую опалубку может быть переоборудована любая инвентарная опалубка с палубой из стали или фанеры. Опалубку применяют при возведении тонкостенных и среднемассивных конструкций, а также при замоноличивании узлов сборных железобетонных элементов.

Рисунок 23. Технические средства для кондуктивного нагрева бетона.

а — термоактивная опалубка с греющим кабелем, б — то же. с сетчатыми нагревателями; в — термоактивное гибкое покрытие с греющими проводами; 1 - греющий кабель; 2 — асбестовый лист; 3 - минеральная вата; 4 — защитный стальной лист; 5 — клемма; 6 — палуба из фанеры: 7 — разводящие шины; 8 — сетчатые нагреватели: 9 — защитный чехол; 10 — алюминиевая фольга; 11 — отверстия для крепления покрытия; 12 — утеплитель; 13 — листовая резина; 14 — греющий провод; 15 — коммутационные выводы

Термоактивное покрытие (ТРАП) — легкое, гибкое устройство с углеродными ленточными нагревателями или греющими проводами, обеспечивающими нагрев поверхности соприкосновения до 50°С. Основой покрытия является стеклохолст, к которому и крепят нагреватели. Для теплоизоляции применяют листовое стекловолокно с экранированным слоем из фольги. В качестве гидроизоляции используют прорезиненную ткань.

Гибкое покрытие можно изготовлять различного размера. Для крепления отдельных покрытий между собой предусмотрены специальные зажимы.

Покрытие можно располагать на вертикальных, горизонтальных и наклонных поверхностях конструкций. По окончании работы с покрытием на одном месте его снимают, очищают и для удобства транспортирования сворачивают в рулон. Наиболее эффективно применять ТРАП при интенсификации твердения плит перекрытий и покрытий, устройстве подготовки под полы.

Вопросы для самоконтроля:

1. Для возведения каких конструкций и сооружений применяется пневматическая опалубка?

2. Какие функции выполняет несъемная опалубка?

3. Из каких материалов и каких видов выполняется несъемная опалубка?

4. Каково назначение греющей опалубки?

5. Какие виды нагревателей применяются в греющих опалубках?