На главную страницу Контакты Карта сайта
НТЦ Опалубка - производство, продажа строительной алюминиевой щитовой несъемной опалубки для монолитного строительства
НТЦ "Опалубка" > статьи > статья-2
Н.И.Евдокимов
Президент Ассоциации
Производителей Опалубки
(985)9285958
 
 
Современные конструкции опалубок
и перспектива развития опалубочных работ.
 
 
       Объем монолитного бетона и железобетона постоянно увеличивается как в жилищно-гражданском строительстве, так и при возведении инженерных сооружений, соответственно растет применение опалубок и объемы их ежегодного изготовления.
Объемы приобретения новых конструкций опалубок строительными организациями с учетом их амортизации составляют 100-150 тыс.м2 в месяц, прогнозируемый объем к 2010г. должен составить 350-400 тыс.м2.
      Сегодня на отечественном рынке присутствует более 100 фирм, предлагающих опалубку и отдельные ее элементы, очень немногие из этих фирм сами производят опалубку, большая часть из них – чисто торговые, перекупающие опалубку у производителей.
      Некоторые фирмы производят отдельные,  наименее технологичные и не требующие дорогостоящего оборудования, элементы и здесь существует настоящая конкуренция, причем большей частью производство организованно без достаточного контроля, технического и технологического обеспечения. В наибольшем объеме такие фирмы производят телескопические стойки, треноги, вилки, деревянные балки опалубки перекрытий, подкосы, подмости и т.д. Причем большинство элементов выполняется по однотипным чертежам, неизвестно каким образом эти чертежи распространяются и копируются. Вообще копирование разработок, заимствование чертежей, как наших, так и зарубежных фирм, и выпуск контрафактной продукции одна из главных бед нашей страны. То же относиться к переделкам и копированию чертежей под своим именем после передачи заводу на изготовление.
Присутствуют на рынке ряд зарубежных фирм, в основном немецких, однако стоимость хорошей зарубежной опалубки значительно выше отечественной.
      Для поддержания приличного технического и инженерного уровня производства опалубки, основанному на хорошем техническом уровне, контроля качества, научном и инженерном обеспечении нами создана Ассоциация Производителей Опалубки, куда вошли солидные разработчики и производители, она может решать все вопросы производства в комплексе.
      Мы производим практически любые типы и конструкции опалубок, кроме производства мы осуществляем закупки как отдельных элементов, комплектующих, так и оборудования, в т.ч. у зарубежных поставщиков на основе разработанных нами нормативов и нормалей.
Кроме производства опалубки членами Ассоциации проводятся научно-исследовательские и проектно-экспериментальные работы, создана испытательная лаборатория с испытательными стендами, производиться сертификация опалубок и отдельных элементов в системе добровольной сертификации, необходимым и перспективным направлением является анализ опыта и разработка нормативных документов, с 2008г введен в действие ГОСТ Р 52752-2007 «Опалубка. Методы испытаний» (ООО «НТЦ Опалубка»). После длительного перерыва начиная с 2003г. нами выпущены 3 Госстандарта на опалубку
      Определенной проблемой в стране в последние 15-20 лет стало резкое сокращение научных и технических публикаций в строительстве и практически полное отсутствие технической литературы. Периодические издания, к сожалению, заполнены большей частью рекламными материалами с маловразумительными и малобъективными техническими описаниями рекламного характера.
Поэтому мне представляется весьма полезным предпринятый нами в 2007-2008 году выпуск специальных приложений к журналам по возведению монолитных конструкций, с разделом в т.ч. по опалубке.
        Согласно ГОСТ 52086-2003 «Опалубка. Термины и определения» и ГОСТ 52085-2003 «Опалубка. Общие технические условия» в зависимости от принципиального конструктивного исполнения существует девять типов опалубок, применяемых в строительстве в большем или меньшем объеме для возведения различных монолитных конструкций.
       Однако в последнее время благодаря определенным преимуществам, в т.ч. главным образом универсальности и простоте применения в наибольшем объеме для возведения самых разных монолитных конструкций как в жилищно-гражданском строительстве, так и промышленном строительстве используются всего два типа, -мелко – и крупнощитовая опалубки, в небольшом объеме, для бетонирования в основном конструкций типа лифтовых шахт, применяется блочная опалубка, также в небольшом объеме, - несъемная опалубка – утеплитель.
       Мелко- и крупнощитовая опалубки подразделяются на 1) модульные , 2)разборные. Последние состоят из набора несущих элементов и заменяемой палубы, из набора несущих элементов собираются панели и блоки на разные размеры и различной несущей способности. Преимуществом является рациональное использование материала в зависимости от технологии бетонирования, в т.ч. скорости бетонирования, а также получение хорошей бетонной поверхности в пределах размеров панелей без применения специальных высокоточных профилей, недостатком – низкий срок службы дорогостоящей палубы (большей частью – ламинированная фанера), определенные трудности в устройстве опалубки угловых и др. сопряжений панелей. В наибольшем объеме разборные опалубки применяют в варианте с использованием деревянных балок и ферм в различном сочетании и сменной палубы из фанеры. В такой опалубке бетонируют стены и колоны. При относительно невысокой первоначальной стоимости цена одного оборота опалубки с учетом невысокой оборачиваемости до износа все-таки достаточно высокая.
       Наиболее массовой является модульная крупнощитовая опалубка.
       Согласно ГОСТ52085 опалубка подразделяется на 3 класса. Класс опалубки определяется в основном точностью изготовления и монтажа и возможностью получить определенное качество бетонных поверхностей после распалубки, а также оборачиваемостью опалубки и ее элементов до износа. Технические условия на опалубку 1 и 2 классов должны согласовываться с техническим комитетом по стандартизации.
       В стандарте приведены нормативные нагрузки и данные для расчета опалубки.
Боковое давление бетонной смеси зависит от множества факторов, в т.ч. скорости бетонирования, массы, подвижности и температуры бетонной смеси, состава бетонной смеси и вида цемента, качества поверхности опалубки, формы и конфигурации опалубки. При применении наружных вибраторов и уплотнений бетонной смеси на всю высоту давление бетонной смеси достигает максимальных величин и соответствует (или приближается) к гидростатическому с треугольной эпюрой давления, в этом случае максимальное давление Pmax=γ*h , где
 γ- объемная масса смеси,
 h- высота опалубки,
результирующие давление в этом случае составит P= γh2 .
                                                                                               2
 
 
 
Максимальное давление в этом случае при высоте 3м достигает величин 22т/м в нижней части опалубки. Поэтому при бетонировании монолитных конструкций не следует применять наружную вибрацию даже при бетонировании небольших элементов и надставок, кроме того, при наружной вибрации ухудшается качество бетонных поверхностей, т.к. пузырьки воздуха при уплотнении перемещаются к источнику вибрации.
      При уплотнении бетонной смеси внутренними (глубинными) вибраторами боковое давление всегда значительно ниже гидростатического.
          Уменьшение давления бетонной смеси (так же как и всех сыпучих тел) по сравнению с гидростатикой происходит за счет образования самонесущих сводов на поверхности опалубки, поэтому давление смеси тем меньше, чем хуже поверхность опалубки (большее сцепление опалубки с бетонной смесью), меньше радиус действия внутреннего вибратора и тем самым меньшая высота укладываемых слоев бетонной смеси, больше жесткость бетонной смеси и меньше температура смеси, меньше сечение (толщина стенки) бетонных конструкций. Поэтому надо иметь в виду, что любые улучшения качества поверхности опалубки (что хорошо влияет на качество бетонных поверхностей) приводят к увеличению давления бетона.
        Применение ламинированной фанеры (имеет относительно низкую адгезию к бетону) одновременно с получением хороших бетонных поверхностей дает повышение нагрузки при бетонировании. Поэтому, надо иметь в виду, что применение материалов с еще меньшей адгезией к бетону, в т.ч. некоторых пластиков, замена которыми ламинированной фанеры в последнее время имеет устойчивую тенденцию, должно осуществляться осторожно, во всяком случае, необходимо перед использованием определять адгезию материала к бетону и вносить коррективы в расчет опалубки.
         В ГОСТ Р52085-2003 при расчете давления бетонной смеси учтены не все факторы влияния, в т.ч., к сожалению, не учтена форма поверхности опалубки, а также качество ее поверхности.
       Основным фактором влияния принята (что конечно верно) скорость бетонирования, а также температура и подвижность бетонной смеси.
      Расчетная эпюра давления имеет вид треугольной до определенной высоты, затем, - постоянной величины, кроме того, учитываются динамические нагрузки при укладке и вибрировании бетонной смеси.
     Форма (конфигурация) опалубки опосредственно учтена с помощью скорости бетонирования, так большие нагрузки при бетонировании колонн (что есть в некоторых зарубежных нормах) автоматически получаются за счет большей скорости заполнения при небольших сечениях, кроме того, введен большой коэффициент запаса. Благодаря все-таки приличным коэффициентам запаса формулы стандарта большей частью адекватны условиям бетонирования на стройплощадке.
      Проектировать опалубку конечно желательно под конкретные монолитные конструкции и типы с учетом технологии бетонирования. Все универсальные опалубки, запроектированные на максимальное давление бетонной смеси, значительно дороже оптимального варианта, а при меньших нагрузках они, кстати, более жестки, чем требуется по расчету, повышенная жесткость опалубки, кроме того, также способствует повешению давления смеси.
        В расчетных нагрузках при бетонировании перекрытий учитывается масса бетонной смеси, опалубки, арматуры, людей и транспортных средств, кроме того, при наличии местных сосредоточенных нагрузок от технологического оборудования опалубка должна проверяться на локальное действие такой нагрузки.
        ГОСТ 52752-2007 «Опалубка. Методы испытаний» распространяется на мелко – и крупнощитовую опалубку и их элементы. В связи с многообразием типов опалубок и множеством нюансов методы испытаний опалубок других типов будут определены в дополнительных стандартах.
         Испытания основных элементов предусмотрено сосредоточенной нагрузкой с пересчетом по результатам испытаний на равномерно-распределеннную или распределенную по эпюре давления. В результате испытаний определяются интегральные показатели жесткости (при испытаниях предусмотрены замеры прогибов) и несущей способности.
Пределы доверительной погрешности определяются по формуле x=xср± t •S/ n½
                                      , где
 
Х – истинное (принимаемое) значение величины с принятой вероятностью (доверительную вероятность рекомендуется принимать 0,95)
xср- среднее арифметическое наблюдаемых значений
n- объем выборки
t- коэффициент Стьюдента
 
S- исправленное среднеквадратическое отклонение
 
 
                               S={(xi-xср)/n-1}½
 
Где хi – значение измеряемой величины
При n≥30 коэффициент t может быть принят равным t≈1.96
 
Расчетные показатели несущей способности и жесткости рассчитываются по формулам
1)      Расчетная несущая способность Rкг/см2 при
а) сосредоточенной нагрузке R=PL/4W
б) равномерно-распределенной  R=gl2/8w
 
 
в)  треугольной эпюре давлений R=gl2/15.6w  , где
Р- сосредоточенная нагрузка
q- равномерно-распределенная
l- свободный пролет
W- момент сопротивления
 
2)      Модуль упругости (жесткость) Екг/см2 рассчитывается соответственно схемами загружения по формулам
 
а)  E=Pl3/48K               б) E=0.013 gl4/K           в) E= 0.0065 gl4/K    ,    где
 
K=Jy , где J-момент инерции, см4, у- прогиб, см
 
При определении расчетных показателей необходимо вводить коэффициенты безопасности (соответственно понижая полученные данные испытаний)
       При расчете любых балок (в т.ч. и щиты) должен вводиться понижающий коэффициент 1,25, при испытании вертикальных несущих элементов (стойки, рамы) при продольном изгибе принимается довольно высокий коэффициент 3,5. Такой высокий коэффициент принят в связи с множеством факторов влияния и значительном влиянием эксцентриситета приложения нагрузок. Некоторые зарубежные исследовательские лаборатории принимают коэффициент запаса при продольном изгибе стоек 1,75-1,8, что, по нашему мнению, явно не достаточно и требует, во всяком случае, строго контроля установки вертикальных несущих элементов со сложной рихтовкой каждой стойки, эксцентриситет (или наклон стойки), во всяком случае, не должен превышать 1о.
        В связи с большим разбросом показателей древесных материалов, в т.ч. значительном влиянии влажности при определении расчетных показателей также вводятся достаточно большие коэффициенты запаса.
         По полученным результатам при испытании (временное сопротивление,Rвр) определяется нормативное сопротивление (Rн) Rн=Rвр(-2,25Cv), расчетное сопротивление (Rр) определяется Rр=Rн/K, может, вводится также увеличивающий коэффициент, учитывающий кратковременность действия нагрузок, равны 1,4, окончательное расчетное сопротивление рассчитывается по формуле Rр=Rn 1.4/K
 
 , где
 
 К- коэффициент безопасности, зависит от вида напряжений и породы древесины. Для случая изгиба например сосны и ели Сv=0.15; K=3.8
       Как было сказано выше в наибольшем объеме, как у нас, так и за рубежом применяется мелкощитовая опалубка перекрытий и модульная крупнощитовая опалубка стен.
Применение опалубки своего типа для возведения определенных монолитных конструкций, конечно, более эффективно. Так наименьшие трудозатраты достигаются при использовании объемно-переставной опалубки при возведении жилых и гражданских зданий с регулярной структурой поперечных стен, одной или двумя продольными. «Туннели» таких, зданий образуемых поперечными стенами и перекрытиями, которые бетонируются одновременно, могут быть смещены относительно друг друга, образуя своеобразные, подчас довольно интересные объемно-планировочные решения.
       Для возведения высоких столбчатых конструкций, типа ядер жесткости, конечно эффективно применение подъемно-переставной опалубки, для возведения протяженных стен, а также туннелей, возводимых открытым способом, целесообразно применение катучей опалубки. К сожалению, у нас такого такого типа опалубка практически выпала из применения, однако зарубежные фирмы для некоторых конструкций применяют специальные типы опалубок в достаточно приличных объемах (так фирма Пери применяет как поъемно-переставную опалубку для бетонирования высотных сооружений, в т.ч. опор мостов, ядер жесткости, так и катучую для бетонирования туннелей.)
        Все-таки модульная крупнощитовая опалубка благодаря универсальности применения практически для любых монолитных конструкций, получила как у нас, так и за рубежом наибольшее применение.
Главной проблемой здесь является изготовление высокоточной опалубки 1 кл. для возможности получения бетонных поверхностей, не требующих дорогостоящей отделки после распалубки. Для этого, кроме конечно высокотехнологичного производства (специальные высокоточные сборочные столы, высокоточные станки для резки профиля и фанеры, автоматическая и полуавтоматическая сварка) необходимо использование высокоточных опалубочных профилей специальной конфигурации.
        Изготовление стальных профилей представляет определенную проблему. Кроме специального оборудования (многоклетьевые прокатные станы) необходим достаточно точный калиброванный лист  (штрипсы) с жесткими допусками по толщине листа.
       Для изготовления профилей может применятся также точное гнутье листа.
       У нас применяют как метод гнутья, так и прокатку профилей. Профили можно прокатывать как из листа, так и квадратных труб. Применение последней технологии позволяет получить довольно приличные профили. Так изготавливает профили ООО «ОПРУС», ООО «Русская опалубка», ООО «РОСМЕТАЛЛ». Однако высокой точности с минимально необходимыми допусками все-таки получить не всегда удается.
        Некоторые фирмы в последнее время закупили профили у зарубежных изготовителей, главным образом австрийских, на нашем рынке предлагаются профили так же итальянских фирм и даже китайских. Однако закупка высокоточных профилей австрийских фирм все-таки делает опалубку малоконкурентной из-за высокой стоимости.
        Поэтому мы (ООО «НТЦ Опалубка», ООО «НИИ Опалубка») разработали и начали производить (уже более 10 лет) высокоточные профили из высокопрочных алюминиевых сплавов. Прессование (экструзия) алюминиевых профилей имеет целый ряд преимуществ. Наряду с эффективностью применения алюминия для опалубки (значительно более низкая масса, что сказывается не только на монтаже – демонтаже, но и хранении, перевозках и др.), профили прессуются с довольно высокой точностью, кроме того, сечение профилей можно в значительной степени оптимизировать, за счет изменения толщины стенки можно рационально распределить материал по сечению, в т.ч. разносить материал от центральной оси, увеличивать сечение полок, уделенных от центральной оси и тем самым повышать их жесткость и вообще, можно подобрать оптимальное соотношение прочности и жесткости.        Надо сказать, что для получения высокоточной опалубки с небольшими прогибами при бетонировании прочностные характеристики не только стали, но и алюминиевых сплавов используются недостаточно, опалубка в основном считается по жесткости. Кроме оптимизации сечения по несущей способности профилям можно придавать нужную конфигурацию, в т.ч. выполнять при необходимости несколько опорных поверхностей для установки замков в разных уровнях, что бывает необходимо в т.ч. при мнократном монтаже – демонтаже крупноразмерными панелями без переборки (в этом случае целесообразна установка мощных замков с захватом около палубы щита)
       Мы выпускаем разработанные нами системы модульной крупнощитовой опалубки, как из стальных, так и алюминиевых профилей. Алюминиевая опалубка 1го класса (наивысшего класса) по ГОСТ Р 52085-2003 имеет высокую точность исполнения, высокую прочность и жесткость.
        Опалубка предлагается в полной комплектации, в .т.ч. предлагаются высокоточные литые замки, стяжки, гайки, подкосы, подмости и др.
       Для опалубки колонн разработаны специальные универсальные щиты, позволяющие собирать колонны из тех же щитов на разные сечения колонн. Т.к. при бетонировании колонн возникает большее давление бетонной смеси (кроме более высокой скорости бетонирования, что влияет на величину бокового давления, разработанным нами ГОСТом Р 52085 предусмотрены также более высокие коэффициенты безопасности) щиты колонн уселенны дополнительными ребрами жесткости.
      Модульные щиты выполнены из стального или алюминиевого каркаса, в качестве палубы в основном используется ламинированная фанера. Ламинированная фанера – достаточно хороший материал для палубы опалубки: позволяет получать высококачественные бетонные поверхности, имеет низкую адгезию к бетону, высокую оборачиваемость за счет хорошей работы ламинанта (фенолформальдегидные пленки), а также защиты торцов фанеры ребрами профиля и специальным герметиком.
      В принципе продолжаются поиски новых материалов вместо ламинированной фанеры. Существует целый ряд материалов с большим сопротивлением истираемости при бетонировании и более низкой адгезией к бетону (что, однако приводит к увеличению бокового давления бетонной смеси)
       В последнее время рядом зарубежных фирм предложены пластики, фанера или дерево с облицовкой пластиковыми пластинами различных составов и технологий нанесения. Однако их применение носит эпизодический характер, кроме более высокой стоимости, преимущество комплексных эксплутационных показателей (истираемость, адгезия, влияние на давление, технологичность и т.д.) по сравнению с ламинантом не всегда достаточно убедительно.
       В качестве опалубки перекрытий в основном используется разборная мелко и крупно щитовая опалубки. Из них могут собираться не перемотируемые на все здания (или несколько захваток) крупноразмерные столы.
             В качестве вертикальных поддерживающих элементов используются телескопические   стойки или рамы. И те и другие выполняются, как из стали, так и алюминия.
        В качестве горизонтальных поддерживающих элементов используются стальные, алюминиевые, деревянные балки, а также фермы, большей частью выполненные из дерева (клееные).
       Мы опробовали несколько вариантов исполнения клееных деревянных балок. Наиболее распространенный и дешевый вариант балки – пояса выполняют из древесины (сосна или ель), стойки из фанеры. Однако такая балка, все-таки имеет ( с учетом коэффициента изменчивости и безопасности) невысокую несущую способность и жесткость (расчетный момент 300-500 кг.м), поэтому при повышенных нагрузках в качестве продольных балок приходиться применять сдвоенные балки или фермы, а также стальные или алюминиевые балки. Вообще из-за низкой несущей способности деревянных балок при использовании рам высокой несущей способности трудно достигается равнопрочность всей расчетной схемы.
      Мы провели ряд исследований по подбору и оптимизации сечения балок. Особенностью дерева является возможность повышения жесткости и несущей способности при резке дерева и последующем склеивании слоев. Нам удалось получить балки на 70-80% большей несущей способностью. Мы изготавляли балки из нескольких слоев как по высоте (составная и склеенная из нескольких брусков стойка), так и склеенные из нескольких слоев пояса балок.
     Кроме варьирования количеством и толщиной различных слоев мы также применили варианты изготовления из различных пород древесины.
       Мы разрабатываем и изготовляем различные варианты опалубок перекрытий с использованием:
  1. Алюминиевых рам и алюминиевых или деревянных балок
  2. Стальных рам и деревянных балок
  3. Стальных телескопических стоек и деревянных балок
 
Стальные рамы и стойки выпускаются  как окрашенными так и оцинкованными. Специальным образом осуществляется цинкование домкратов рам и винтовой пары, телескопических стоек для получения цинкового покрытия, стойкого при истирании под нагрузкой.
      Определенной проблемой является повешение темпа оборачиваемости опалубки при бетонировании перекрытий. По нашим нормам респалубливать перекрытие можно по достижении бетоном прочности 60-80% ( в зависимости от пролета перекрытия) от марочной.     
Однако разрешено более раннее снятие опалубки при оставлении промежуточных опор. Этот процесс однако должен четко контролироваться строительной лабораторией, что, к сожалению, большей частью не выполняется.
      Неправильная распалубка, раннее снятие опалубки, приводит к появлению трещин в перекрытиях после распалубки. Во-первых, промежуточные опоры должны оставаться при снятии основной опалубки на перекрытии (для чего применяется опалубка с так называемой падающей головкой), подведение же промежуточных опор после демонтажа опалубки по всему пролету перекрытия возможно только при достижении бетоном необходимой прочности (в зависимости от свободного пролета), во-вторых, использование промежуточных опор приводит к появлению отрицательного (опорного) момента в месте установки опоры, что делает необходимым дополнительного армирования перекрытия в верхней зоне.
      Ассоциация продолжает совершенствование и разработку конструкций опалубок разных типов проводит испытания и отработку технологии и конструкций опалубки и ее элементов, разрабатывает нормативные документы для строительства, в т.ч. и ГОСТы на опалубку, организует публикацию последних разработок в специализированных изданиях и выпусках по монолитному строительству.
     
 
         Мы приглашаем все заинтересованные организации принимать участие в издании,  а так же формировании плана по разработке нормативов.
        Мы готовы также организовать производство высокоэффективной опалубки у заинтересованных производителей, в т.ч. в регионах страны, а также оказать необходимую информационную и инженерно – техническую поддержку.   

Стеновая опалубка | Опалубка колонн | Опалубка перекрытий Rambler's Top100

"НТЦ" ОПАЛУБКА" – производство и продажа строительной опалубки, комплектующие и элементы опалубки, монолитная опалубка