CC BY
46
УДК 693.55
Д.В. Макав, А.Ю. Левицкая
Департамент строительства, Инженерная академия Российский Университет Дружбы Народов, г. Москва, Россия
D.V. Makav, A.Y. Levitskaya
Department of Civil Engineering Academy of Engineering, RUDN University, Moscow, Russia
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗВЕДЕНИЯ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
В НЕСЪЕМНОЙ ОПАЛУБКЕ
IMPROVING THE TECHNOLOGY OF RESIDENTIAL BUILDINGS
IN PERMANENT FORMWORK
Аннотация
Система несъёмной опалубки оперативно развивается и находит своё применение в самых разнообразных областях строительства. В предложенной статье мы решили проанализировать вопросы, касающиеся блоков или панелей из различных материалов, которые монтируются в единую опалубочную конструкцию. На сегодняшний день на строительных рынках можно встретить различные виды несъемной опалубки, технология установки каждого из которых выполняется по определенным правилам.
Ключевые слова: несъемная опалубка, строительство, опалубочные системы, малоэтажное строительство, теплоизоляционные свойства, несущая способность, бетон.
Abstract
Рermanent formwork system quickly develops and finds its application in various areas of construction. In the proposed article, we decided to analyze issues relating to the blocks or panels of different materials, which are mounted in a single formwork construction. To date, the construction markets can meet various kinds of permanent formwork, each installation of the technology of which is carried out according to certain rules.
Keywords: permanent formwork, construction, formwork systems, low-rise construction, thermal-insulating properties, carrying capacity, beton.
В настоящее время применение такой технологии, как использование несъемной опалубки при возведении монолитных каркасов зданий, всё больше популяризируется и совершенствуется. Эта технология относительно новая, перспективная, имеющая ряд своих плюсов и минусов.
В целом, среди преимуществ монолитного строительства стоит отметить следующие [1]:
1) в сравнении с кирпичными зданиями снижается вес конструкций, что
позволяет сократить объем либо изменить тип фундамента, а также сократить толщину стен и перекрытий;
2) энергоемкость производства сокращается приблизительно на 30%;
3) сокращаются капиталовложения в производственную базу (до 30%);
4) повышаются показатели звуко- и теплонепроницаемости;
5) конструкции становятся более долговечными;
Эти факторы позволили монолитному строительству завоевать своё лидирующее место в современной строительной отрасли.
Применение при производстве монолитных работ технологии строительства в несъемной опалубке позволяет практически удвоить указанные преимущества, настолько велик эффект от применения данного метода. Известен целый ряд исследований данной технологии как среди отечественных, так и среди зарубежных учёных.
Применение крупнопористого керамзитобетона в несъемной опалубке из цементно-стружечных панелей (далее — ЦСП) при бетонировании стен взамен бетона тяжелого приводит к весьма существенному повышению теплотехнических характеристик ограждающих конструкций здания [2]. Вес таких конструкций значительно ниже, чем стены даже меньшей толщины из монолитного железобетона. Следует также отметить повышение звукоизоляционных свойств при применении данной технологии при строительстве внутриквар-тирных перегородок.
Применение ячеистых бетонов — одно из наиболее развивающихся и прогрессирующих направлений при возведении малоэтажных зданий в несъемной опалубке [3]. Наиболее популярная конструкция с применением таких бетонов — это СИП-панель. Структурно-теплоизоляционные панели (СИП — SIP, Structural Insulated Panel) в настоящее время активно внедряются в массовое использование при малоэтажном строительстве. Особенность данных панелей заключена в способности их применения не только в качестве стеновой опалубки, но и в качестве опалубки межэтажных перекрытий и покрытий.
Одним из видов несъемной опалубки является текстбетон [4]. Текстбетон — это «текстильный бетон», состоящий из соединения вяжущего вещества (бетона) и прочной текстильной оболочки. Это принципиально новое направление развивающейся технологии, связанной с применением несъемной опалубки. Среди преимуществ, помимо укороченных сроков монтажа и сниженного веса конструкций, стоит отметить её значительно более высокую прочность и экологическую чистоту. Данная конструкция «дышит», её составляющие не вредны для организма, а благодаря применению льняных тканей, обладающих бактерицидными свойствами, в помещении создается уникальный микроклимат. Это благоприятно сказывается на здоровье проживающих и является отличительной особенностью данного типа.
Z м
О
-I
м
D CD
0 (U г а X ю <и > I- S л] га
1 s
5
° о
0 со н и
1 (U
3 а
<ц со
I
Z
(U
А
и (U i
о и
>s
S I
га
< m
I ?
rn s Ш X
^ i
21
< IS
i Й * о
< u
Z s
. s
10 «
0
Применение несъемной сталефибробетонной опалубки — следующий шаг к усовершенствованию данной технологии, а именно повышения её прочностных, деформационных и эксплуатационных характеристик [5]. Основными областями применения несъемной сталефибробетонной опалубки являются: монолитные фундаментные плиты, конструкции нулевого цикла, стены зданий. То есть, те части зданий, где величина возможных воспринимаемых усилий и напряжений максимальны. Характеристики сталефибробетона позволяют использовать его не только в роли опалубки, но и в качестве несущего и защитного элемента.
Помимо массы достоинств, конечно же имеются и недостатки предложенных конструкций. Одними из наиболее часто встречающихся и повторяющихся дефектов в разных типах конструкций из несъемной опалубки — это возникновение деформаций возводимых элементов здания и нарушение их геометрии.
Далее стоит отметить, что все из перечисленных технологий несъёмной опалубки требуется в обязательном порядке защищать от атмосферных воздействий, а именно низких (либо слишком высоких) температур воздуха и осадков [6].
Большинство из указанных методов не обладают высокой жесткостью и прочностью на растяжение, вследствие чего оказывается невозможным либо технологически сложным монтаж навесного инженерного оборудования в уже забетонированных конструкциях. Это принуждает к параллельному ведению работ по монтажу опалубки и прокладке инженерных систем.
Усложнена прокладка инженерных коммуникаций до укладки бетона в смонтированную опалубку, исключена возможность полноценного ремонта коммуникаций по окончанию строительства. Этажность и планировка помещений внутри здания также имеет свои ограничения. Есть множество вопросов к материалам, применяемым в несъемных опалубках.
Цементно-стружечные плиты являются водонепроницаемым материалом. С одной стороны это плюс, заключающийся в непропускании воды при бетонировании и не расслаивании опалубки. Но другой, более существенный момент заключён в том, что влага, не связанная с цементом, достаточно длительное время сохраняется и не вступает в реакцию. Это накладывает свои отпечатки на производство работ, а именно невозможность ведения работ по устройству плиты перекрытия вышележащего этажа при возведении стен текущего в виду не набора бетоном проектных значений прочности.
Пенополистирол является горючим материалом, несмотря на убеждения производителей и заявляемой категории материала как «самозатухающего». Помимо этого, ему свойственна высокая и опасная токсичность при сгорании, а также физическая
о
нестабильность при температурах, превышающих +55 С.
Перечисленные изобретения, связанных с применением технологии несъемной опалубки, направлены на усовершенствование существующих методов строительства зданий. Но помимо этого, если проанализировать перечисленные методы строительства — они, в свою очередь, направлены уже на усовершенствование самих себя и похожих изобретений.
В усовершенствовании технологии возведения жилых зданий в несъемной опалубке также проведена масса исследований и внедрен ряд приспособлений, спо-
собствующих предотвращению возникновения дефектов и нарушений геометрии возводимых конструкций.
В первую очередь, предлагается рассмотреть следующий блок несъемной опалубки [7]. Этот блок представляет из себя две плиты (внутреннюю и наружную), связанные между собой с помощью специальных соединительных элементов. Эти элементы представляют собой пластиковую стяжку, выполненную в виде прямоугольной решетки.
Эта решетка закреплена участками своих боковых граней соответственно с участками внутренних поверхностей плит. Совместно с этими элементами работает фиксатор прямоугольной формы, который закреплен участками боковых граней к участку поверхности, с которой соприкасается соответствующая часть прямоугольной решетки.
Рис. 1
Рис. 2
На рис.1, рис.2 изображен блок 1 несъемной опалубки, на котором представлены: внутренняя и наружная плиты 2 и 3, решетки 4 прямоугольной формы, закрепленные своими соответствующими боковыми гранями на соответствующих участках внутренней и наружной плит 2 и 3, и фиксаторы 5 прямоугольной формы, закрепленные одними своими боковыми гранями на соответствующих участках поверхности решетки 4 прямоугольной формы и другими своими боковыми гранями на соответствующих участках внутренних поверхностей внутренней и наружной плит 2 и 3, а также пластиковые каркасы 6, которыми армированы плиты 2 и 3, образующие выступающие направляющие пазы на внутренних поверхностях плит 2 и 3 для крепления соответствующими участками на боковых гранях решеток 4 прямоугольной формы и крепления соответствующими участками на боковых гранях фиксаторов 5 прямоугольной формы.
Среди преимуществ данной конструкции следует отметить довольно простой и удобный способ монтажа, снижение себестоимости монтажных работ и возможность предварительного монтажа теплоизолирующих слоев.
Однако данный тип креплений имеет и свои минусы. Основной недостаток заключается в следующем: при бетонировании соединительные устройства способны разрушаться под действием распора от гидростатического давления. Это
03
г
м О
-I
м
Э СО
0 <и г а х ю <и >
л] га
1 8
5
° о
0 и н и
1
<и 3 а
V
ш о и
I
(и
и (и
X
и
X
га
< т
I I
ш г
Ш X ^ *
21
< 3
£ Й * 8
< и
. 5
^ 0
происходит в зоне наибольшего давления, приблизительно 1/3 высоты конструкции. Результатом этого является утолщение конструкции, её отклонение от проектного положения и перерасход бетонной смеси.
Следующий блок несъемной строительной опалубки [8], представляет собой также две плиты, наружную и внутреннюю, установленные на определенном расстоянии друг от друга. Между плитами выполняются соединительные перемычки. В отличие от первого примера, перемычка выполнена из металла. Она представляет собой два кронштейна.
Одним из концов эти кронштейны стыкуются между собой с помощью специальных зубьев и отверстий, как показано на рис. 5. Другой кронштейна закрепляется на внутренней поверхности плит опалубки.
Рис. 5
Рис. 6
Несъемная опалубка, показанная на рис.5 и рис.6 содержит наружную плиту 1 и внутреннюю плиту 2, закрепленные между собой посредством п- перемычек на определенном расстоянии друг от друга с образованием внутреннего объема для установки арматуры и заполнения строительным материалом, например, бетоном. Перемычки состоят из двух соединенных между собой с помощью зацепных устройств симметричных кронштейнов 3 и 4. Кронштейны выполнены из листовой стали толщиной 3-5 мм, причем каждая пара из них закреплена на внутренних поверхностях облицовочных плит 1 и 2 напротив друг друга. Крепление кронштейнов на плитах осуществлено посредством крепежа, для чего в полке кронштейнов имеются 4-5 единиц технологических отверстий 5 диаметром 6-8 мм. Концевые части кронштейнов выполнены в виде 4-полосных зацепов, которые при сборке опалубки входят во взаимное зацепление и обеспечивают прочное соединение смежных кронштейнов, образуя перемычки между плитами 1 и 2. Концевые части зацепов выполнены двух видов, одни из которых в хвостовой части имеют ступенчатые площадки 6, на которых путем выштамповки образованы зацепные зубья 7 и ограничительные упоры 8 в виде выступов, а другие зацепные полосы имеют ответные прямоугольные окна 9 под соответствующие зацепные зубья 7, при этом высота ступенек площадок 6 соответствует толщине металла кронштейнов.
Этот вариант несъемной опалубки увеличивает общую прочность блока в целом и устраняет один из возможных недостатков, а именно разрыв самих кронштейнов, ввиду их металлического исполнения. Однако это полностью не решает проблему возникновений возможных дефектов конструкций. Это связано именно с креплением самих кронштейнов к плитам опалубки. При производстве работ по бетонированию конструкций в нижней части опалубки возможен отрыв кронштейнов от самой плиты, что приводит всё к тем же дефектам конструкции, связанным с отклонениями от проектного положения, перерасходом бетона и локальному утолщению стен.
Переходим к последнему рассматриваемому блоку несъемной опалубки [9]. Этот блок также состоит из двух плит, соединенных между собой специальными перемычками. Но в отличие от рассмотренных выше вариантов, в нём предусмотрено дополнительное стяжное устройство. Это устройство выполняется съемным, из специальных балок, установленных горизонтально на наружных поверхностях плит.
Расстояние от низа плит до оси балки составляет 1/3 высоты плит. Эти балки стягиваются между собой резьбовыми элементами, через специальные гильзы, устанавливаемые в заранее подготовленные отверстия в плитах.
Данное решение практически полностью исключает проблему возникновения выпуклостей и дефектов стен, вызываемых распором от гидростатического давления при укладке бетонной смеси. Балка, надёжно стянутая в месте наибольшего усилия от давления, принимает на себя основную нагрузку от укладываемого бетона и разгружает соединительные перемычки, тем самым снижая вероятность их отрыва от плит или разрыва. Несмотря на то, что эта конструкция требует дополнительных трудозатрат на установку балки, экономические потери от разрушения опалубки несоизмеримы с тратами на применение данного приспособления.
03
г
м О
-I
м
Э СО
0 <и г а х ю <и >
л] га
1 §
5
° о
0 и н и
1
<и 3 а <и и
I
(и
и (и
X
о и
>5 X
га
< т
I I
ш г
Ш X ^ *
21
< 3
£ Й * 8
< и
. 5
Вывод: несмотря на то, что имеется целый ряд проблем, препятствующих увеличению объемов строительства, связанного с применением несъемных опалубочных систем, тенденция постоянного совершенствования технологии сохраняется. Технология продолжает развиваться, внедряется на рынок строительного производства и по-прежнему является большим «полем» для исследований.
Литература
1. Рязанова Г.Н., Баранова Т.И., Тка-ченко А.Н. Инвестиционно привлекательные технологии возведения теплоэффективной ограждающей конструкции в несъемной опалубке // Научный журнал строительства и архитектуры. 2008. № 2. С. 86-93.
2. Рязанова Г.Н., Камбург В.Г. Моделирование технологии возведения самонесущих ограждающих конструкций из крупнопористого керамзитобетона в несъемной опалубке из цементно-стружечных плит // Региональная архитектура и строительство. 2009. № 1. С. 74-78.
3. Сахаров Г.П., Стрельбицкий В.П. Материалы и технологии в малоэтажном строительстве // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2012. № 5 (160). С. 22-27.
4. Чернова К. А., Параничева Н. В. Несъемная строительная опалубка на осно-
ве текстильных материалов // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 4. с. 13-16
5. Капустин Д. Е., Рогачев К. В., Капустин А. Е. О применении несъемной ста-лефибробетонной опалубки // Региональная архитектура и строительство. 2014. № 2. С. 102-109.
6. Я.С. Набокова. Эффективные строительные материалы и способы возведения зданий // Инженерный вестник Дона. 2008. Выпуск 4, том 6.
7. Коротунов А. В., патент РФ 2525459 10.12.2013 Бюл. № 34
8. Арсамаков А. А., Гаппоев М. М., Колобов И. В., Фефелов В. Н., Свищевский В.Н., Овакимьян Г. М., ПорхуновС. Г., патент РФ № 2510635, 10.04.2014. Бюл. №10
9. Егорова Н. А., Калашникова Л. Г., Масри Гази Х. С., Свинцов А. П. патент РФ № 2583385
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Макав Д. В., Левицкая А. Ю. Совершенствование технологии возведения жилых зданий в несъемной опалубке. — Системные технологии. — 2019. — № 30. — С. 76—82.
История статьи:
Дата поступления в редакцию 11.03.19 Дата принятия к печати 15.03.19
