Пневматическая опалубка применяется при бетонировании

Пневматическая опалубка является эффективным и прочным средством для создания гладкой и ровной поверхности при бетонировании. Она позволяет быстро и качественно формировать желаемую форму и геометрию конструкции, обеспечивая высокую точность и долговечность строительных работ.

Применение пневматической опалубки также ускоряет процесс бетонирования, повышая производительность работ и сокращая затраты на трудовые ресурсы. Это современное и инновационное решение, которое позволяет получить высококачественный результат и обеспечить безопасность на строительной площадке.

Коротко о главном

Пневматическая опалубка является эффективным средством для ускорения процесса бетонирования.
Она позволяет быстро и легко создать форму для бетона, обеспечивая высокое качество отливки поверхности.
Использование пневматической опалубки позволяет значительно сократить время выполнения работ и повысить производительность труда.
Этот метод также позволяет создавать сложные формы и конструкции, что делает его незаменимым при строительстве зданий различных конфигураций.
Пневматическая опалубка обеспечивает равномерное распределение давления на всей поверхности бетона, что способствует избежанию деформаций и трещин при заливке.

КОМБИНИРОВАННАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ОПАЛУБКА ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНЫХ ПРОЛЕТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2013 года по МПК E04G11/04

Существует патент на дизайн опалубки для бетонирования перекрытий из монолитного железобетона (авторское свидетельство №996683), который включает в себя портал с фермами, жесткие и податливые щиты, эластичные рукава, подъемно-опускные борта, силовые цилиндры, гидрозамки и источники давления.

Однако данная опалубка имеет недостаток в виде высокой материалоемкости и, как следствие, стоимости.

Это изобретение относится к области строительства и может использоваться для строительства монолитных пролетных конструкций зданий и сооружений.

Главная цель этого изобретения заключается в уменьшении стоимости и трудоемкости работ при возведении монолитных пролетных конструкций.

Рисунок 1 показывает устройство комбинированной пневматической опалубки в рабочем положении, вид сверху. На рисунке 2 — разрез А-А на рисунке 1.

Комбинированная пневматическая опалубка включает в себя нижний лист 1 и верхний лист 2 эластичного материала прямоугольной формы, герметично соединенных между собой по контуру и закрепленных по периметру на несущей конструкции 3. На верхнюю сторону эластичных листов 1 и 2 прикреплен жесткий лист 4 прямоугольной формы, который служит рабочей палубой. Нижний эластичный лист 1 оснащен штуцером 5 для создания избыточного давления 6 внутри герметичной конструкции. Щит комбинированной пневматической опалубки поддерживается телескопическими стойками 7. Возможно поддержание опалубочного щита ригелями.

На место установки телескопических стоек доставляются и устанавливаются щиты комбинированной пневматической опалубки. После этого воздух нагнетается в пространство между листами 1 и 2 через штуцер 5. Когда опалубка принимает свою проектную форму, начинается устройство монолитных пролетных конструкций. Эти щиты являются инвентарным оборудованием. После того, как монолитная конструкция достигает проектной прочности, начинается процесс распалубливания.

Классификация опалубок по видам и назначению

Понятием «опалубка» подразумеваются несущие, поддерживающие и формообразующие элементы из разнообразных материалов и различной конструкции.

После установки в рабочее положение они создают форму для заливки бетонной смеси, соответствующую конфигурации и размерам конструкций. Эти конструкции изготавливаются на месте их установки в зданиях и сооружениях, на строительной площадке, в отличие от форм, используемых для производства сборных железобетонных изделий на заводах и полигонах.

Главная задача использования опалубки — придание необходимой формы бетонной смеси до ее застывания и достижения необходимой прочности после снятия опалубки. Опалубка должна быть достаточно жесткой и неизменной в процессе работы, способной выдерживать технологические нагрузки и давление бетонной смеси при ее укладке и уплотнении без излишних деформаций.

Кроме того, опалубка в некоторых случаях может также нести арматуру, закладные и другие детали. Качество поверхности бетона, его прочность и другие свойства во многом зависят от опалубки. Она также может использоваться для ускорения застывания бетона, для этого применяют утепленную и термоактивную опалубку.

С помощью определенных типов опалубок можно придать бетонным конструкциям специальные свойства. Для этой цели могут применяться несъемные опалубки, такие как гидроизоляция, облицовка, утеплитель и другие.

Для заливки бетоном стен используют различные виды опалубки: мелкощитовую и крупнощитовую; подъемно-переставную; блок-формы; блочную; скользящую.

Для заливки перекрытий используют разборно-переставную опалубку с поддерживающими элементами; крупнощитовую, где опалубочные поверхности и поддерживающие элементы объединены в панель, которую перемещают краном.

Для одновременной заливки стен и перекрытий или отдельных частей здания используют объемно-переставную опалубку.

Горизонтально перемещаемую, включая катучую, опалубку применяют для заливки вертикальных, горизонтальных и наклонных поверхностей, а также для одновременной заливки стен и перекрытий.

В зависимости от материалов, используемых для изготовления опалубки, она может быть металлической, деревянной, фанерной, пластиковой, комбинированной или иметь специальные поверхности. По способам выполнения работ опалубка классифицируется как съемная, скользящая и горизонтально перемещаемая. Для нагрева бетона в зимние условия применяется термоактивная опалубка.

Кроме того, из-за специфики строительства жилых и гражданских объектов, а также особенностей тонкостенных монолитных конструкций, которые имеют большой коэффициент поверхности, можно выделить большое разнообразие опалубки. Она также предъявляет дополнительные требования, такие как повышенная жесткость для обеспечения точности размеров и хороших эстетических характеристик поверхностей стен и потолков.

Мелко- и крупнощитовая опалубка используется для бетонирования различных конструкций. Мелкие щиты объединяют в крупные панели для удобства монтажа. Крупные блоки опалубки можно комплектовать и монтировать целиком или частично с помощью крана. Кроме того, существует опалубка индивидуального изготовления с изменяемыми размерами, модульная конструкция с вставками для бетонирования, а также унифицированные несущие элементы для различных опалубочных поверхностей.

Мелкощитовая опалубка обычно состоит из набора небольших элементов, каждый из которых весит до 50 кг, что позволяет устанавливать и разбирать их вручную. Опалубка включает в себя щиты размером до 1 м2, несущие элементы (схватки, элементы жесткости), поддерживающие элементы для горизонтальных и наклонных поверхностей, а также элементы крепления и соединения. Из элементов разборно-переставной опалубки также можно собирать большие панели и блоки, которые монтируются и демонтируются краном без разборки на отдельные элементы.

Универсальную опалубку применяют для возведения самых разнообразных монолитных конструкций с различными размерами. Такую опалубку особенно целесообразно использовать при бетонировании нестандартных конструкций небольшого объема для промышленных сооружений.

Опалубка, предназначенная для подъема и перемещения, собирается из специальных креплений, щитов и приспособлений. Перед подъемом ее разбирают на элементы или разъединяют специальными устройствами. Этот тип опалубки используется при возведении железобетонных сооружений переменной толщины стен, таких как дымовые трубы, градиры и другие.

Каркасная (рамная) опалубка, перемещаемая горизонтально, состоит из каркаса и установленных на нем опалубочных щитов, большая часть которых неподвижна. Каркас размещается на тележках или других устройствах и перемещается вдоль сооружений, которые возводятся. Она используется для бетонирования прямолинейных или криволинейных длиннопролетных конструкций, таких как подпорные стены, туннели, коллекторы, водоводы, возведенные открытым способом.

Блок-формы — это закрытые пространственные блоки, которые могут быть неразъемными и жесткими (сделанными в форме конуса) или разъемными и подвижными. Их используют для заливки бетона в закрытые конструкции относительно невеликого объема, такие как ростверки, ступенчатые фундаменты и другие.

Объемно-переставная опалубка состоит из секций в форме буквы "П", которые, соединенные вдоль, образуют туннели. Система туннелей, расположенных параллельно, перпендикулярно и так далее, в соответствии с планом конструкций, образует опалубку для заливки бетона стен и перекрытий. При демонтаже опалубки секции сдвигают (сжимают) внутрь и выдвигают к проему с помощью крана. Их применяют преимущественно для заливки бетона поперечных несущих стен и монолитных перекрытий жилых и гражданских зданий.

Блоковую опалубку собирают из блоков с закрытым сечением; при снятии опалубки их перемещают внутрь и с помощью крана или домкратов. Она применяется для заливки бетона в закрытые конструкции или ячейки, такие как лифтовые шахты, лестничные клетки и другие.

Скользящая опалубка состоит из панелей, прикрепленных к домкратным рамам, рабочей площадки, домкратов, электроприводных станций и других компонентов. Всю систему периодически поднимают с помощью домкратов в процессе заливки бетона. Она применяется для заливки вертикальных элементов железобетонных зданий и сооружений относительно большой высоты.

Гибкая воздухонепроницаемая оболочка пневматической опалубки имеет вид, подстраивающийся под тип сооружения. После создания избыточного давления воздуха или газа, она устанавливается в рабочее положение и заполняется бетоном, либо поднимается в рабочее положение уже после бетонирования. Также для поддержки и несения элементов опалубки применяют пневматические баллоны. Такая опалубка используется при бетонировании сооружений с криволинейными очертаниями и относительно небольшим объемом.

Термоактивная опалубка представляет собой систему опалубки с установленными на ней нагревательными элементами для обогрева бетона.

Несъемная опалубка — это опалубка, элементы которой остаются в конструкции после бетонирования и выполняют функции гидроизоляции, облицовки, утеплителя. Для изготовления используются различные материалы: тканая сетка, металл, пластмасса, армоцемент, стеклоцемент, железобетон.

Специализированная опалубка предназначена для бетонирования сложных и неповторяющихся конструкций с особыми поверхностями и рельефами, таких как лестничные марши, карнизы, небольшие архитектурные формы и интерьеры, небольшого объема.

Опалубка для туннелей, используемая для бетонирования монолитных облицовок туннелей, которые строятся методом закрытого строительства, включает в себя отдельные секции для формования и поддержки. Она перемещается с помощью механических или гидравлических механизмов. Бетонная смесь подается на формующую секцию и уплотняется с помощью прессования. После этого опалубка перемещается, упираясь в уже застывший бетон. Поддерживающие секции сделаны гибкими для минимизации повреждений незатвердевшего бетона и соединены с жесткой формующей секцией.

Чаще всего при строительстве различных конструкций предпочтительно применять универсальные разборно-переставные опалубки. Однако для создания отдельных типовых элементов можно использовать специализированные опалубки, которые можно регулировать по размерам.

Опалубка из металла

Для создания такой опалубки используются металлические щиты, собранные на специальные крепежи. В основном для этой конструкции используется сталь Ст0. Обработка металла зависит от места его применения: детали, которые будут контактировать с бетоном, смазываются, а остальные детали покрываются краской. Главная особенность такой конструкции заключается в ровных стенках опалубки.

Такая опалубка обеспечивает стойкость даже при высокой влажности, прочность и легкость демонтажа. Недостатки включают высокую стоимость материала, сложность крепления и большую теплопроводность. Металл применяется в различных видах строительства, таких как заливка стен и колонн, создание монолитных конструкций, мосты, стены, колонны, лестницы, перекрытия, подземные стоянки, тоннели, фундаменты и подвалы.

Как выстроить купольное здание?

Процесс подготовки участка под строительство включает в себя разметку территории, выравнивание и уплотнение грунта, а затем приступ к рытью котлована. В зоне строительства объекта устанавливают кольцо или плиту для фундамента, а также монтируют арматурные стержни, которые будут служить основой для будущего купола.
Сборка начинается с закрепления подготовленной пневмоформы на арматуре, после чего ее раздувают до предельного натяжения для создания полусферической основы строения.
Для создания каркаса равномерно наносят пенополиуретан на надутую опалубку. Это позволяет усилить опору каркаса и обеспечить теплоизоляцию. После застывания пены устанавливают арматурные стержни по всему периметру конструкции.
Для бетонирования купольной конструкции используется металлический каркас, который заливают несколькими слоями бетонной смеси. Особенно важно обеспечить качественное сцепление арматуры с бетоном. Существуют специальные марки растворов, разработанные специально для купольных конструкций. В результате получается монолитный купол, который является тонким, но износостойким, прочным и огнеупорным.
Это легко хранить, перевозить и собирать на выбранном месте. Это значительно экономит средства на транспортировку и предварительные работы.
Строительство требует меньших затрат и осуществляется быстрее. Конструирование и последующая разборка опалубки, бетонирование купола в совокупности требуют не более 16 человеко-часов. Для выполнения всех работ достаточно трех или четырех рабочих.

Создание своего собственного бизнеса всегда представляет собой сложную задачу, так как требуется пройти через множество формальных процедур, подготовить большое количество документов и получить одобрение чиновников из различных офисов и учреждений. Естественно, все это потребует дополнительных финансовых затрат.

Давайте рассмотрим подробнее, на что нужно потратиться при создании бизнеса, занимающегося строительством купольных конструкций с использованием пневмоопалубки.

1. Оплата за регистрацию нового предприятия.

2. Взнос за вступление в саморегулируемую организацию строителей. Именно СРО принимает решение о возможном участии строительных компаний в торгах на получение заказа и в конкурсах на реализацию градостроительного проекта.

3. Подбор наиболее оптимальной системы уплаты налогов, которая во многом зависит от способа регистрации фирмы.

4. Возможно арендовать специализированное оборудование и технику. Логично взять необходимые механизмы в лизинг, чтобы после завершения строительства иметь возможность выкупить спецтехнику по остаточной стоимости.

5. Оплата труда сотрудников. Штат может включать несколько человек с опытом работы в этой области и навыками работы с пневмоопалубкой.

В зависимости от региона, доступности необходимой техники и числа работников, общая сумма затрат может значительно отличаться. Но вероятно, что затраты будут не менее 20 тысяч долларов США, но вряд ли превысят 50 тысяч.

Возведение сооружений в пневматической опалубке

Использование пневматической опалубки для возведения тонкостенных пространственных конструкций в России основано на использовании двух технологий укладки бетона.

Одна из них заключается в том, что бетон наносится на разложенную в горизонтальном положении опалубку, после чего она подается под давлением в проектное положение. По этому способу сначала возводится фундамент, затем раскладывается пневмоопалубка, которая крепится к якорям.

Для создания нижней части свода используется опалубка, к которой прикрепляют открылки для бетонирования. На опалубку укладывается арматура, затем наливается бетонная смесь (рис. 113) и накрывается эластичным полотнищем из полимерной пленки. При воздействии воздуха опалубка вместе с бетонной смесью поднимается в проектное положение (рис. 114).

Благодаря этому способу возведения купольные и сводчатые покрытия могут иметь диаметр до 12 м и пролёт до 6-18 м, при этом бетонная смесь и арматурное заполнение увеличивают свою площадь в 1,5-2 раза.

Изображение 113. Наложение бетона без использования опалубки

Для того чтобы избежать провисания бетона, спиральную арматуру укладывают и используют защитное покрытие из полимерной пленки. Поверхность бетонной смеси уплотняют при помощи поверхностных вибраторов или виброрейков. После снятия опалубки производится дополнительное уплотнение.

Основными недостатками данного метода являются неконтролируемые деформации свежего бетона при удалении опалубки, случайные изменения геометрии арматурного каркаса, разрушение структуры бетона и ухудшение его физико-механических свойств. Значительной проблемой является сохранение вертикальности стен, примыкающих к основанию фундамента.

Рис. 114. Метод подъема конструкции путем надувания опалубки

Второй способ заключается в нанесении бетонной смеси на надутую опалубку.

Нанесение бетонной смеси на мягкую, надутую пневмоопалубку не отличается от бетонирования с использованием жесткой опалубки. Однако из-за недостаточной жесткости опалубка не может выдерживать динамические нагрузки при заливке бетонной смеси из бадьи, вибрации и подачи бетономешалкой.

Один из возможных технологических решений — бетонирование методом набрызга. Заливка бетона производится кольцами (ярусами) высотой 2 м от нижней части до замка. Существуют определенные сложности с укладкой арматуры. Иногда арматуру укладывают горизонтально и поднимают вместе с опалубкой. Каркасы связывают с разбежкой швов.

До подъема каркаса его крепят к арматуре фундамента.

Визуальная проверка геометрической формы пневмоопалубки необходима для обеспечения ее правильности. Если обнаружены дефекты, их можно устранить путем регулировки длины формообразующих канатов. Чтобы обеспечить стабильные размеры пневмоопалубки, перед началом эксплуатации рекомендуется поддерживать рабочее давление 0,05 МПа. Для прохода рабочих под опалубку устанавливается входной шлюз.

Для бетонирования используется мелкозернистый бетон, который готовят прямо на строительной площадке. Нанесение смеси осуществляется с помощью установки "Пневмобетон" в комплекте с автогидроподъемником АГП-18 (рис. 115). Толщину слоя контролируют с помощью маяков.

Рис. 115. Гидроизоляция бетона с помощью надувной опалубки

Для предотвращения высыхания высыхающего бетона от воздействия ветра и солнечной радиации, его поверхность сразу покрывают защитной плёнкой, препятствующей активному испарению воды. После завершения строительства, эта защитная плёнка служит в качестве гидроизоляции.

При достижении проектной прочности бетонируемый объект освобождают от опалубки. Использование надувной опалубки сокращает сроки строительства вдвое, уменьшает трудозатраты на 70 % и снижает себестоимость на 25-30 %. Дальнейшее развитие надувных опалубочных систем направлено на их использование для возведения вертикальных и линейных сооружений, элементов зданий, элеваторов, насосных станций, железных и трубопроводов, коллекторов и тоннелей (рис. 116, 117).

Рис. 116. Разновидности конструкций, возводимых с использованием надувной опалубки

Для изготовления опалубки используются прочные прорезиненные материалы. Она способна выдерживать до 20 оборотов. Давление воздуха при работе составляет 0,05 МПа.

При использовании пневмоопалубки для строительства сложных конструкций выполняются следующие виды работ:

1) планировка территории с помощью бульдозера;

2) установка монолитного фундамента и ростверка;

3) крепление элементов пневматической опалубки;

4) расстановка, выравнивание и закрепление опалубки;

5) подготовка воздухоподающей установки и оборудования для заливки бетона;

6) уход за бетоном и демонтаж опалубки.

Иллюстрация 117. Схематическое изображение поднятия конструкции в пневматической опалубке

Пневматическая опалубка может использоваться в качестве монтажного устройства, что становится очевидным примером её технологических возможностей. В данном случае она используется для подъёма плит покрытия в заданное положение после того, как бетон набрал необходимую прочность. Такой способ эффективен только для простых конструкций с двухскатным кровельным покрытием.

После того, как фундаменты и пол установлены на горизонтальной поверхности, опалубка укладывается и на неё устанавливается арматура, после чего производится заливка бетоном двух шарнирно-соединённых плит покрытия (рис. 118). После того, как бетон наберёт проектную прочность, в опалубку впускается воздух под давлением. При подъёме плиты, поворачиваясь в шарнире, образуют двухскатное покрытие.

Опоры закладываются под покрытие, затем удаляется опалубка. Без привлечения монтажных кранов за один раз устанавливают монолитное покрытие площадью 300 квадратных метров и массой 60 тонн.

Иллюстрация 118. Процесс заливки бетона и поднятие покрытия с использованием специального оборудования

Правила монтажа и демонтажа пневматической опалубки

При выполнении проектных заданий по возведению объекта, последовательность операций и их список, описанный ниже, могут отличаться, но необходимо строго соблюдать основные требования:

опалубка наполнения устанавливается в созданную полость на железобетонный каркас, состоящий из арматурных стержней, и распрямляется. Необходимо разместить оболочку таким образом, чтобы вертикальные швы были направлены вверх. На верхнем слое рекомендуется использовать уплотнительные материалы;

Система сжатого воздуха заполняется равномерно и полностью контролируется. Чтобы создать воздушные потоки, нужно открыть запорный вентиль на фланце. Необходимо следить за состоянием опалубки, чтобы избежать изломов и перекручивания;
После заполнения системы сжатым воздухом на 70% от рабочего уровня необходимо раскрепить опалубочную конструкцию с помощью концевых фитингов и технологических крепежных точек, чтобы исключить смещение опалубки и ее плавучесть при подаче бетонного раствора;
Процесс бетонирования при использовании данной опалубки не отличается от работы с другими видами опалубки. Важно контролировать ее состояние для обеспечения надежности. При использовании вибрационных установок необходимо избегать их контакта с опалубкой;
После использования опалубку тщательно чистят и высушивают;
В случае повреждения опалубки необходимо найти места утечек воздуха, используя мыльное решение. После этого поверхность высушивается и обезжиривается, чтобы устранить повреждения;
Опалубку следует хранить в сухом теплом месте, защищенном от прямых солнечных лучей. В зимний период помещение должно быть подогреваемым.

Основные технические характеристики

Гибкая опалубка сохраняет форму благодаря воздушному давлению, и характеристики этой системы включают:

длина опалубки варьируется от 80 см до 40 м. Она похожа на мешок, который надувают воздухом, чтобы придать ему нужную форму;
внешние поверхности защищены кортами, чтобы предотвратить истирание и другие внешние воздействия;
соединения обладают высокой прочностью на разрыв и могут выдерживать тяжелые нагрузки в экстремальных условиях;
армирующие нити корда располагаются под прямыми углами, обеспечивая надежную каркасную основу;
Прочность нейлоновой нити на разрыв составляет 333 кг, коэффициент плотности при деформации — 100 кг на каждые десять сантиметров, упругость составляет от 2 до 4 Мпа. Кроме того, материал обладает гибкими свойствами, на его поверхности может быть создано до 200 000 трещин. Опалубочные стенки также обладают устойчивостью к воздействию кислот, щелочей и масел;
Запорная арматура изготавливается из бронзы, латуни или нержавеющей стали, на фитингах устанавливаются манометры для контроля уровня давления внутри опалубки.

Опалубочная конструкция представляет собой многоразовую систему, которая легко поддается ремонту. Для восстановления не требуется использование сложного оборудования и профессиональных навыков. Специальная резиновая ткань упрощает процесс заливки бетонных конструкций, особенно если за нею правильно ухаживать.

Пневматическая опалубка: преимущества использования и технология применения