Опалубка

Анимация, показывающая строительство многоэтажного дома с использованием алюминиевой опалубки.

Модульная стальная рамная опалубка для фундамента. арматуру Из бетонной плиты выдернули , которая станет основой будущих колонн.

Деревянная опалубка для бетонной колонны. Регулируемые металлические винтовые домкраты стабилизируют и выравнивают форму.

Алюминиевая опалубочная система

Эскиз традиционной деревянной опалубки, используемой для формирования лестничного марша, вид сбоку.

Размещение настенной формы. Соответствующая форма будет размещена на противоположной стороне, чтобы создать пространство для заливки бетона.

Опалубка — это формы , в которые бетон или аналогичные материалы отливаются сборным или монолитным способом . В случае бетонной конструкции опалубка поддерживает опалубочные формы. В особых случаях опалубка может быть постоянно встроена в конечную конструкцию, добавляя изоляцию или помогая укрепить готовую конструкцию.

Типы

Опалубка может быть изготовлена ​​из дерева, металла, пластика или композитных материалов:

1. Традиционная деревянная опалубка . Опалубка сооружается на месте из бруса и фанеры или влагостойкой ДСП . Его легко изготовить, но это требует много времени для более крупных конструкций, а фанерная облицовка имеет относительно короткий срок службы. Он до сих пор широко применяется там, где трудозатраты ниже затрат на приобретение многоразовой опалубки. Это также наиболее гибкий тип опалубки, поэтому его можно использовать даже там, где используются другие системы, на сложных участках.
2. Инженерная опалубочная система . Эта опалубка состоит из сборных модулей с металлическим каркасом (обычно из стали или алюминия ) и покрыта со стороны применения ( бетон ) материалом, имеющим желаемую структуру поверхности (сталь, алюминий , древесина и т. д.). Двумя основными преимуществами систем опалубки по сравнению с традиционной деревянной опалубкой являются скорость возведения (модульные системы быстро соединяются булавками, зажимами или винтами) и более низкие затраты в течение жизненного цикла (за исключением крупных сил, рама практически неразрушима, а покрытие если она сделана из дерева, возможно, ее придется заменить после нескольких или нескольких десятков использований, но если покрытие сделано из стали или алюминия, срок службы формы может достигать двух тысяч использований в зависимости от ухода и применения). Металлические опалубки лучше защищены от гниения и огня, чем традиционная деревянная опалубка.
3. Многоразовая пластиковая опалубка . Эти взаимосвязанные и модульные системы используются для создания самых разнообразных, но относительно простых бетонных конструкций. Панели легкие и очень прочные. Они особенно подходят для проектов аналогичной структуры и недорогого массового жилищного строительства. Чтобы получить дополнительный уровень защиты от разрушительных погодных условий, оцинкованные крыши помогут устранить риск коррозии и ржавчины. Эти типы модульных корпусов могут иметь несущую крышу, чтобы максимально увеличить пространство за счет установки друг на друга. Их можно либо установить на существующей крыше, либо сконструировать без пола и поднять на существующие корпуса с помощью крана.
4. Несъемная изолированная опалубка . Эту опалубку собирают на месте, обычно из изоляционных бетонных форм (ICF). Опалубка остается на месте после затвердевания бетона и может обеспечить преимущества с точки зрения скорости, прочности, превосходной тепловой и акустической изоляции, пространства для прокладки инженерных коммуникаций внутри слоя EPS и встроенной обрешетки для отделки облицовки.
5. Несъемные системы структурной опалубки . Эту опалубку собирают на месте, как правило, из готовых форм из армированного волокном пластика . Они имеют форму полых трубок и обычно используются для колонн и опор . Опалубка остается на месте после затвердевания бетона и действует как осевое и сдвиговое армирование, а также служит для удержания бетона и предотвращения воздействия окружающей среды, такого как коррозия и циклы замораживания-оттаивания .
6. Гибкая опалубка . В отличие от описанных выше жестких форм, гибкая опалубка представляет собой систему, в которой используются легкие, высокопрочные листы ткани, позволяющие использовать текучесть бетона и создавать высокооптимизированные, интересные с архитектурной точки зрения формы здания. Используя гибкую опалубку, можно отливать оптимизированные конструкции, для которых требуется значительно меньше бетона, чем для призматических секций эквивалентной прочности. тем самым предлагая потенциал значительной экономии энергии в новых бетонных конструкциях.

Опалубка перекрытий (опалубка настила)

Пантеона Купол

Схематический эскиз традиционной опалубки

Модульная опалубка с настилом для жилищного проекта в Чили

Опалубка из стали и фанеры для монолитного бетонного фундамента

История

Некоторые из самых ранних образцов бетонных плит были построены римскими инженерами. Поскольку бетон довольно прочен при сопротивлении сжимающим нагрузкам , но имеет относительно низкую прочность на растяжение или скручивание , эти ранние конструкции состояли из устойчивых к сжатию арок , сводов и куполов . Самым примечательным бетонным сооружением этого периода является Пантеон в Риме. Для формирования этой конструкции сооружались временные леса и опалубка или опалубка по будущей форме сооружения. Эти строительные методы не ограничивались заливкой бетона, но широко использовались и широко используются в каменном строительстве. Из-за сложности и ограниченности производственных мощностей строительного материала Рост популярности бетона как излюбленного строительного материала произошел только после изобретения портландцемента и железобетона .

Опалубка для деревянных балочных плит

Аналогичен традиционному методу, но стрингеры и балки обычно заменяются деревянными балками, а опоры заменяются регулируемыми металлическими стойками. Это делает этот метод более систематическим и многоразовым.

Традиционная опалубка для перекрытий

Традиционная деревянная опалубка на пристани в Бангкоке

На заре возрождения бетона в плитных конструкциях методы строительства временных сооружений снова были заимствованы из каменной кладки и столярных работ . Традиционная техника опалубки плит состоит из опор из пиломатериалов или молодых стволов деревьев, которые поддерживают ряды стрингеров, собранных на расстоянии примерно 3–6 футов или 1–2 метра друг от друга, в зависимости от толщины плиты. Между этими стрингерами на расстоянии примерно 12 дюймов (30 см) друг от друга располагаются балки, на которые доски или фанеру кладут . Стрингеры и балки обычно представляют собой пиломатериалы размером 4 на 4 дюйма или 4 на 6 дюймов. Наиболее распространенная толщина императорской фанеры составляет 3 ⁄ . дюйма, а наиболее распространенная метрическая толщина составляет 18 мм

Опалубка перекрытий из металлических балок

Аналогичен традиционному методу, но стрингеры и балки заменяются алюминиевыми формообразующими системами или стальные балки и опоры заменяются металлическими стойками. Это также делает этот метод более систематическим и многоразовым. Алюминиевые балки изготавливаются в виде телескопических элементов, что позволяет им перекрывать опоры, расположенные на разном расстоянии друг от друга. Телескопические алюминиевые балки можно использовать и повторно использовать при строительстве конструкций различного размера.

Ручная установка модульной алюминиевой опалубки настила

Модульная алюминиевая опалубка Handset

Модульная опалубка перекрытий

Эти системы состоят из сборных деревянных, стальных или алюминиевых балок и модулей опалубки. Размеры модулей часто не превышают 3–6 футов или 1–2 метра. Балки и опалубка обычно устанавливаются вручную и скрепляются булавками, зажимами или винтами. Преимущества модульной системы: не требуется кран для установки опалубки, скорость возведения неквалифицированным трудом, модули опалубки можно снимать после схватывания бетона, оставляя на месте только балки до достижения расчетной прочности.

Системы столов или летающих форм

Эти системы состоят из «столов» опалубки перекрытий, которые повторно используются на нескольких этажах здания без демонтажа. Собранные секции либо поднимаются на лифте, либо «перелетают» краном с одного этажа на другой. После установки зазоры между столами или столом и стеной заполняются временной опалубкой. Формы столов различаются по форме и размеру, а также по строительному материалу, причем некоторые из них поддерживаются цельными фермами. Использование этих систем может значительно сократить время и ручной труд, необходимые для установки и распалубки (или «распалубки») опалубки. Их преимущества лучше всего использовать при большой площади и простых конструкциях. Архитекторы и инженеры также часто проектируют здания вокруг одной из этих систем.

Столы летучей опалубки с алюминиевыми и деревянными балками. В этой системе столы поддерживаются регулируемыми опорами, прикрепленными к предварительно залитым колоннам и стенам.

Структура

Стол устроен практически так же, как балочная опалубка, но отдельные части этой системы соединены между собой таким образом, что их можно транспортировать. Самая распространенная обшивка — фанера сталь и стекловолокно , но применяют . Балки изготавливаются из древесины, пиломатериалов (часто в виде двутавровых балок ), алюминия или стали. Стрингеры иногда изготавливаются из деревянных двутавровых балок, но обычно из стальных швеллеров. Они скреплены вместе (винтами, сваркой или болтами), образуя «палубу». Эти колоды обычно имеют прямоугольную форму, но могут быть и другой формы.

Поддерживать

Все опорные системы должны регулироваться по высоте, чтобы можно было разместить опалубку на нужной высоте и снять ее после затвердевания бетона. Обычно для поддержки этих систем используются регулируемые металлические стойки, аналогичные (или такие же, как) те, которые используются в опалубке балочных плит. Некоторые системы объединяют стрингеры и опоры в стальные или алюминиевые фермы . В других системах используются опорные башни с металлическим каркасом, к которым крепятся настилы. Другой распространенный метод — прикрепить настила опалубки к ранее отлитым стенам или колоннам, что полностью исключает использование вертикальных стоек. В этом методе регулируемые опорные башмаки прикручиваются болтами через отверстия (иногда для стяжек) или крепятся к литым анкерам.

Размер

Размер этих столов может варьироваться от 70 до 1500 квадратных футов (от 6,5 до 140 м²). ² ). В этой системе есть два общих подхода:

1. Перемещение краном: этот подход заключается в сборке или изготовлении столов с большой площадью опалубки, которую можно переместить на уровень выше только с помощью крана. Типичная ширина может составлять 15, 18 или 20 футов или от 5 до 7 метров, но их ширина может быть ограничена, чтобы их можно было транспортировать в собранном виде, не платя за негабаритный груз. Длина может варьироваться и достигать 100 футов (или более) в зависимости от грузоподъемности крана. После бетона затвердевания тележек настилы краю опускаются и перемещаются с помощью роликов или к здания. После этого выступающая сторона стола поднимается краном, а остальная часть стола выкатывается из здания. После того, как центр тяжести окажется за пределами здания, стол прикрепят к другому крану и перенесут на следующий уровень или позицию.

Этот метод довольно распространен в США и странах Восточной Азии. Преимуществами этого подхода являются дальнейшее сокращение времени ручного труда и затрат на единицу площади плиты, а также простая и систематическая технология строительства. Недостатками этого подхода являются необходимая высокая грузоподъемность строительных кранов, дополнительное дорогостоящее крановое время, более высокие материальные затраты и недостаточная гибкость.

Опалубочные столы, используемые на стройке с более сложными конструктивными особенностями.

2. Вилка крана или лифт обрабатываются:

При таком подходе столы ограничены по размеру и весу. Типичная ширина составляет от 6 до 10 футов (1,8–3,0 м), типичная длина — от 12 до 20 футов (3,7–6,1 м), хотя размеры столов могут различаться по размеру и форме. Основное отличие этого подхода заключается в том, что столы поднимаются либо с помощью вилочного крана, либо с помощью подъемников с платформой для материалов, прикрепленных к боковой части здания. Обычно их транспортируют горизонтально на подъемную платформу лифта или крана в одиночку с помощью передвижных тележек в зависимости от их размера и конструкции. Окончательную регулировку позиционирования можно выполнить с помощью тележки. Этот метод пользуется популярностью в США, Европе и в целом в странах с высокой стоимостью рабочей силы. Преимуществом такого подхода по сравнению с балочной опалубкой или модульной опалубкой является дальнейшее сокращение трудозатрат и затрат. Меньшие таблицы, как правило, легче адаптировать к геометрически сложным зданиям (круглым или непрямоугольным) или формировать вокруг колонн по сравнению с их большими аналогами. Недостатками этого подхода являются более высокие материальные затраты и увеличенное время работы крана (при подъеме с помощью вил крана).

Туннельные формы

Туннельные формы — это большие формы размером с комнату, которые позволяют отливать стены и полы за одну заливку. При наличии нескольких форм весь этаж здания можно выполнить за одну заливку. Туннельные формы требуют достаточного пространства снаружи здания, чтобы всю форму можно было выдвинуть и поднять на следующий уровень. Часть стен оставлена ​​незалитой, чтобы снять формы. Обычно отливки проводятся с периодичностью в 4 дня. Туннельные формы наиболее подходят для зданий, которые имеют одинаковые или похожие ячейки, что позволяет повторно использовать формы внутри этажа и с одного этажа на другой в регионах с высокими ценами на рабочую силу. Туннельная опалубка экономит время и затраты.

См. структурный сундук .

Масло для бетонных форм

Основное назначение масла для опалубки бетона – уменьшение сцепления между фундаментной конструкцией и залитой в нее бетонной смесью. Это также снижает вероятность появления трещин и сколов из-за высыхания или перенапряжения бетона. Без масла для опалубки бетона, снижающего сцепление между поверхностями, становится практически невозможным снять конструкцию, не повредив фундамент, стену или перегородку. Риск также увеличивается с размером уровня.

Подъемно-переставная опалубка

Основная статья: Подъемно-переставная опалубка

Подъемно-переставная опалубка , также известная как Jumpform особого типа , представляет собой опалубку для вертикальных бетонных конструкций, которая поднимается в процессе строительства. Несмотря на то, что это относительно сложное и дорогостоящее решение, оно может быть эффективным решением для зданий, которые либо очень повторяются по форме (например, башни или небоскребы), либо требуют бесшовной конструкции стен (с использованием скользящей опалубки , особого типа подъемной опалубки).

Существуют различные виды подъемной опалубки, которые время от времени либо перемещаются, либо даже могут передвигаться самостоятельно (обычно на гидравлических домкратах, необходимых для самоподъемных и скользящих опалубок).

Альпинистские формы обычно используются:

• Небоскребы
• Пилоны моста
• Бетонные колонны
• Диспетчерские вышки аэропорта
• Высотные здания
• Шахты лифтов
• Силосы

Гибкая опалубка

В дизайне все больше внимания уделяется устойчивому развитию, подкрепленному целями по сокращению выбросов углекислого газа . Низкая объемная энергия бетона компенсируется скоростью его потребления, в результате чего на производство цемента приходится около 5% глобальных выбросов CO ₂ .

Бетон — это жидкость, которая дает возможность экономично создавать конструкции практически любой геометрии — бетон можно заливать в форму практически любой формы. Однако результатом являются конструкции с высоким использованием материалов и большим углеродным следом. Повсеместное использование ортогональных форм в качестве бетонной опалубки привело к появлению устоявшегося словаря призматических форм для бетонных конструкций, однако такие системы жесткой опалубки должны выдерживать значительные нагрузки и потреблять значительное количество материала. Кроме того, полученный элемент требует больше материала и имеет больший собственный вес, чем отлитый с переменным сечением.

Простые методы оптимизации может использоваться для проектирования элемента переменного сечения, в котором способность к изгибу и сдвигу в любой точке по длине элемента отражает требования прилагаемого к нему диапазона нагрузок.

Заменяя традиционные формы гибкой системой, состоящей в основном из недорогих тканевых листов, гибкая опалубка использует преимущества текучести бетона для создания высокооптимизированных, интересных с архитектурной точки зрения форм зданий. Можно добиться значительной экономии материалов. Оптимизированная секция обеспечивает максимальную пропускную способность в предельном состоянии при одновременном снижении содержания углерода , тем самым улучшая характеристики жизненного цикла всей конструкции.

Контроль гибко формируемого поперечного сечения балки является ключом к достижению конструкции с низким расходом материалов. Основное предположение состоит в том, что лист гибкой проницаемой ткани удерживается в системе опалубки до добавления арматуры и бетона. Изменяя геометрию формы ткани в зависимости от расстояния вдоль балки, создается оптимизированная форма. Таким образом, гибкая опалубка может способствовать изменению философии проектирования и строительства, которая потребуется для перехода к менее материалоемкой и более устойчивой строительной отрасли.

Тканевая опалубка – небольшая ниша в технологии бетона. В качестве опалубки для свежего бетона используются мягкие, гибкие материалы, обычно из прочного текстиля или пластика. Международное общество формования тканей проводит исследования тканевых опалубок.

Опалубка из листового железа

В конструкции российского завода НПО-22 (торговая марка Proster , модель 21 предназначена для использования в качестве опалубки) используются железные «листы» (с перфорацией), которые при необходимости можно согнуть, образуя кривую форму. Листовая опалубка с V-образными рейками сохраняет форму в одном направлении (вертикально), но до армирования стальными балками может изгибаться. Несколько листов можно скрепить вместе таким же образом, как и заборы из железных «листов» .

• Круг можно сделать из одного листа опалубки « 21 », позволяющего заливать цилиндрические колонны.

Использование

В случае съемных форм после заливки бетона в опалубку и его застывания (или затвердевания ) опалубку ударяют или снимают , чтобы обнажить готовый бетон. Время между заливкой и снятием изоляции зависит от технических условий работы, которые включают необходимое отверждение и выдерживает ли форма какой-либо вес; обычно проходит не менее 24 часов после завершения заливки. Например, Департамент транспорта Калифорнии требует, чтобы формы оставались на месте в течение 1–7 дней после заливки. в то время как Департамент транспорта штата Вашингтон требует, чтобы формы оставались на месте в течение 3 дней с влажным одеялом снаружи.

Опалубка снята, обнажая застывший бетон

Впечатляющие несчастные случаи происходили, когда опалубки либо снимали слишком рано, либо были недостаточно рассчитаны на то, чтобы выдерживать нагрузку от веса незастывшего бетона. «Выбросы формы» также происходят, когда неправильно спроектированная опалубка изгибается или ломается во время заливки бетона (особенно если она заполняется бетононасосом высокого давления ) . Последствия могут варьироваться от незначительных утечек, которые легко устранить во время заливки, до катастрофического разрушения формы и даже смерти.

Бетон оказывает меньшее давление на формы по мере затвердевания. Затвердевание представляет собой асимптотический процесс, означающий, что большая часть конечной прочности будет достигнута через короткое время, а дальнейшее затвердевание с течением времени будет зависеть от типа цемента, примесей и условий заливки, таких как температура и влажность окружающей среды.

Влажный бетон также оказывает гидростатическое давление на опалубку. Таким образом, давление внизу опалубки больше, чем вверху, в результате чего большинство выбросов происходит внизу опалубки. На приведенном выше рисунке опалубки колонны «зажимы колонны» расположены ближе друг к другу внизу. Обратите внимание, что колонна скреплена стальными регулируемыми «подпорками опалубки» и использует «сквозные болты» диаметром 20 мм для дополнительной поддержки длинной стороны колонны.

Некоторые модели «несъемной опалубки» также могут служить дополнительным усилением конструкции.

Галерея

• 
  Бетонная конструкция Королевского национального театра напоминает деревянную опалубку.
• 
  Пластиковая бетонная опалубка для поперечной стены
• 
  Угольный тоннель, построенный с использованием мобильных алюминиево-бетонных форм
• 
  Строительство бетонного бассейна с использованием алюминиевых бетонных форм.
• 
  Опалубка софита к маршу бетонной лестницы
• 
  Лестничная опалубка, демонстрирующая использование опор для поддержки ставней стояка.
• 
  Эскиз, показывающий использование деревянных подпорок для балок .
• 
  Строительство угольного силоса с использованием радиусной бетонной опалубки
• 
  Двойные стальные ригели и стяжные болты, используемые для крепления опалубки стен.
• 
  Колонна заливается с использованием спиральных воздуховодов
• 
  Бетонная плита, залитая на рулонной оцинкованной стали, форма является неотъемлемой частью конструкции.
• 
  Строительство бетонного забора с использованием алюминиевых форм для придания тесаного камня . готовому изделию впечатления
• 
  Бетонное жилищное строительство в Венесуэле с использованием алюминиевобетонной опалубки
• 
  Бетонное строительство в Бразилии с использованием мобильной алюминиевой опалубки
• 
  Бетонирование Московского метрополитена с использованием специальной алюминиевой бетонной опалубки.
• 
  Инженерная опалубочная система в Московском метрополитене
• 
  Инженерная опалубочная система в Московском метрополитене
• 
  Строительство бассейна с использованием гибкой опалубки «Простер 21».

См. также

• Монолитный бетон
• Подъемно-переставная опалубка , опалубка, поднимающаяся вверх по поднимающемуся зданию во время строительства.
• Бетонное покрытие , глубина бетона между арматурной сталью и внешней поверхностью
• Сборный железобетон
• Скользящая формовка — метод строительства, при котором бетон заливается в непрерывно движущуюся форму.

Литература

• Матиас Дупке: Области применения скользящей и подъемно-передвижной опалубки: сравнение систем. 2010, Издательское агентство дипломных работ, Гамбург, ISBN   978-3-8386-0295-0 .
• The Concrete Society , Опалубка: руководство по передовой практике

Внешние ссылки

• Время зачистки формы в соответствии с индийскими стандартами
• Иллюстрированный словарь терминов, используемых во временных видах строительных работ. Опалубка, строительные леса и т.д.