п. 1. Деревянная опалубка
О материалах и возможностях опалубочных систем уже упоминалось в разделе 1. Далее расскажем о преимуществах и ограничениях, связанных с выбором вида опалубки. Отметим, что приводимая ниже информация соответствует сортаменту оснастки, которая изготавливается в производственных условиях.
В качестве основных и боковых деталей, удерживающих бетонную массу, принимают панели. Существует 4 вида деревянных панелей.
Трёхслойная опалубочная панель из массива дерева
Внешние слои обычно ориентированы перпендикулярно внутренним и покрыты меламиновой смолой, что стабилизирует плиту по размерам, улучшает водонепроницаемость и повышает долговечность. Панели производят из хвойных пород деревьев; наибольшее количество циклов до утилизации не превышает 40.
Рекомендуемый размерный диапазон:
- Толщина каждого слоя, мм - от 6 до 9;
- Суммарная толщина, мм – 18…27;
- Ширина, мм – 500;
- Длина, мм – 2000…3000.
Преимущества:
- Высокая стойкость благодаря специальному покрытию поверхности;
- Стабильные размеры и углы скосов/переходов;
- После заливки гарантируется получение гладкой поверхности бетона;
- Высокая грузоподъёмность.
Градацию длин обычно уточняют у производителя.
Ламинированная фанера
Деревянная опалубка может производиться и из ламинированной фанеры, поверхность которой покрыта специальной фенольной плёнкой чёрного или коричневого цвета, либо меламиновой смолой. Лицевая сторона плёнки защищает фанерную плиту от воды и химических добавок, присутствующих в бетоне.
Древесная сердцевина материала – из эвкалипта, акации, берёзы или тополя, наибольшее количество циклов до утилизации – от 6 до 8. Для склеивания применяют фенольный или меламиновый лак.
Размерный диапазон:
- Толщина, мм – 12…20;
- Ширина панели, мм – 500…1250;
- Длина панели, мм – 2000…4000.
Преимуществами фанерной опалубки считаются водостойкость, высокое качество формируемой бетонной поверхности и простота обращения, обусловленная малым собственным весом оснастки.
Фанерные опалубочные панели премиум-класса
Фанерные опалубочные панели премиум-класса обеспечивают превосходную матовую отделку бетонной поверхности. В качестве материала сердцевины применяют эвкалипт или акацию, слои соединяют высокостойким клеем (EN 314-2, класс 3).
Сосновая фанера с натуральным шпоном
Бюджетным вариантом фанерной опалубки считается сосновая фанера с поверхностью из натурального древесного шпона, которая обычно допускает использование от 1 до 3 раз. При простоте в обращении такая опалубка не обеспечивает хорошего качества поверхности бетона и не отличается достаточной химической стойкостью.
п. 2. Введение
О материалах и возможностях опалубки уже упоминалось в разделе 1. Далее расскажем о преимуществах и ограничениях, связанных с выбором вида опалубки. Отметим, что приводимая ниже информация соответствует сортаменту оснастки, которая изготавливается в производственных условиях.
п. 3. Металлическая опалубка
Как уже указывалось, материалами для изготовления металлической опалубки принимают листовую сталь и – реже, в случае повышенной влажности окружающей среды – сплавы алюминия.
Опалубка изготавливается из качественной конструкционной стали, которая может выдерживать большие нагрузки и обеспечивает точную поверхность бетона во время заливки. По сравнению с деревянной опалубкой, стальная не только обладает большей прочностью, но и обеспечивает повышенную интенсивность применения. Технические требования к крупнощитовой стальной опалубке, которая применяется в массовом промышленном и гражданском строительстве, установлены нормами ГОСТ Р 59936-2021.
Структура стальной опалубки
Базовая конструкция стальной опалубки состоит из нескольких компонентов, включающих в себя:
- Стальные пластины – воспринимают усилия сжатия, которые возникают при заливке бетона.
- Система поддержки – конструкции, используемые для фиксации опалубки и обеспечения дополнительной опоры. Такая система изготавливается из стальных труб или фасонных профилей. Конструкция должна гарантировать, что опалубка не изменит своё положение и не деформируется в процессе заливки.
- Фиксирующие системы – соединяют различные части стальной опалубки между собой и обеспечивают её герметичность и целостность. Соединение выполняется болтами, шпильками или защёлками, предусмотренными ГОСТ 34329-2017. Выбор типа определяется характером и значением внешней нагрузки и нормами устойчивости опалубочной конструкции.
Кромки и углы стальной опалубки имеют специальную обработку, чтобы обеспечить лёгкий демонтаж, улучшить поддержку и жёсткость конструкции.
Классификация
Различают следующие классификационные признаки, влияющие на назначение и конструктивные характеристики опалубки:
По форме
Плоская опалубка предназначена для заливки стен, полов и других плоских строительных изделий. Этот тип опалубки обычно имеет простую геометрическую форму, которая быстро монтируется/демонтируется, поэтому хорошо подходит для стандартизированного строительства.
Криволинейная опалубка применяется для конструкций изогнутой или нестандартной формы - мостов, тоннелей, куполов и пр. Конструкции этого типа более сложны и должны учитывать конкретные требования к проекту.
По назначению
Опалубка колонн в основном имеет круглую или квадратную форму, соответствующую типу строительных конструкций. Решающее значение для противостояния давлению колонны во время её заливки, имеют характеристики прочности и устойчивости.
Балочная опалубка должна быть сконструирована таким образом, чтобы она надёжно выдерживала нагрузки, возникающие во время затвердевания бетона, без изгибов или каких-либо деформаций балочного пролёта.
Опалубка оснований используется для заливки фундаментов и подземных сооружений. Её характеризуют более толстые пластины (щиты), способные выдерживать высокие нагрузки. Эта опалубка проектируется так, чтобы её можно было плотно соединить с фундаментом, обеспечивая устойчивую опору.
По структуре
Модульная опалубка состоит из нескольких стандартных модулей, которые можно свободно комбинировать в соответствии с требованиями проекта. Такая система транспортируема, проста в установке и может быть повторно использована.
Встроенная стальная опалубка проектируется под конкретные инженерные проекты и отливается, как правило, по индивидуальным чертежам. Она стоит дороже, но это компенсируется высокой точностью и уникальностью проекта.
Из соображений высокой долговечности ряд деталей стальной опалубки производят из нержавеющей стали, либо стали, снабжённой антикоррозионным покрытием. Для выбора марки материала руководствуются положениями СНиП 3.03.01-87.
Особенности
Преимущества:
- Высокая долговечность;
- Возможность повторного использования;
- Высокая точность и гладкость отделки;
- Экологичность.
Ограничения:
- Значительные первоначальные затраты (особенно – для алюминиевых конструкций);
- Высокая масса опалубочных конструкций (для стали);
- Необходимость в защите от коррозии (для стали);
- Сложность процессов индивидуальной обработки и подгонки сопрягаемых деталей;
- Повышенная трудоёмкость установки, разборки и регламентного обслуживания.
Учитывая это, металлическая опалубка преимущественно используется для строительных работ на объектах, требующих высокой прочности, максимальной точности бетонирования и эксплуатационной долговечности.
п. 4. Деревянная опалубка
В качестве основных и боковых деталей, удерживающих бетонную массу, принимают панели. Существует 4 вида деревянных панелей.
Трёхслойная опалубочная панель из массива дерева
Внешние слои обычно ориентированы перпендикулярно внутренним и покрыты меламиновой смолой, что стабилизирует плиту по размерам, улучшает водонепроницаемость и повышает долговечность. Панели производят из хвойных пород деревьев; наибольшее количество циклов до утилизации не превышает 40.
Рекомендуемый размерный диапазон:
- Толщина каждого слоя, мм — от 6 до 9;
- Суммарная толщина, мм — 18…27;
- Ширина, мм — 500;
- Длина, мм — 2000…3000.
Преимущества:
- Высокая стойкость благодаря специальному покрытию поверхности;
- Стабильные размеры и углы скосов/переходов;
- После заливки гарантируется получение гладкой поверхности бетона;
- Высокая грузоподъёмность.
Градацию длин обычно уточняют у производителя.
Ламинированная фанера
Деревянная опалубка может производиться и из ламинированной фанеры, поверхность которой покрыта специальной фенольной плёнкой чёрного или коричневого цвета, либо меламиновой смолой. Лицевая сторона плёнки защищает фанерную плиту от воды и химических добавок, присутствующих в бетоне. Древесная сердцевина материала — из эвкалипта, акации, берёзы или тополя, наибольшее количество циклов до утилизации — от 6 до 8. Для склеивания применяют фенольный или меламиновый лак.
Размерный диапазон:
- Толщина, мм — 12…20;
- Ширина панели, мм — 500…1250;
- Длина панели, мм — 2000…4000.
Преимуществами фанерной опалубки считаются водостойкость, высокое качество формируемой бетонной поверхности и простота обращения, обусловленная малым собственным весом оснастки.
Фанерные опалубочные панели премиум-класса обеспечивают превосходную матовую отделку бетонной поверхности. В качестве материала сердцевины применяют эвкалипт или акацию, шпон соединяют высокостойким клеем по техническим стандартам.
Бюджетным вариантом фанерной опалубки считается сосновая фанера с поверхностью из натурального древесного шпона, которая обычно допускает использование от 1 до 3 раз. При простоте в обращении такая опалубка не обеспечивает хорошего качества поверхности бетона и не отличается достаточной химической стойкостью.
п. 5. Пластиковая опалубка
Опалубка, изготовленная из высокопрочного пластика, является относительно современной инновацией в строительной отрасли. В отличие от распространённой деревянной или фанерной, пластиковая опалубка лёгкая, подходит для многоразового применения, устойчива к воде и многим химическим веществам, в том числе, и к тем, что содержатся в составе бетона.
Механизм применения
Механизм применения пластиковой опалубки традиционен: конструкция собирается вокруг участка, где будет заливаться бетон. Затем бетон заливается в пластиковую форму, и после того, как он схватывается и затвердевает, пластиковая опалубка может быть снята и повторно использована.
Преимущества пластиковой опалубки
- Возможность повторного применения. В отличие от фанеры, которая часто разрушается уже после нескольких циклов, пластиковая опалубка может использоваться повторно до 100 и более раз, в зависимости от ухода и обслуживания.
- Лёгкость и простота в обращении. Пластиковая опалубка значительно легче своих деревянных или металлических аналогов. Лёгкий вес облегчает транспортировку, сборку и демонтаж, снижая трудозатраты и повышая общую эффективность работ на строительной площадке.
- Устойчивость к воде и атмосферным воздействиям. В отличие от древесины, которая может впитывать влагу и деформироваться, пластиковая опалубка обладает высокой влагостойкостью, что делает пластик идеальным материалом для возведения бетонных сооружений во влажном климате. Кроме того, пластиковая опалубка устойчива к химическим веществам и ультрафиолетовым лучам.
- Экономичность в долгосрочной перспективе. Первоначальная стоимость пластиковой опалубки может быть выше, чем у фанеры, но эта особенность компенсируется её долговечностью и возможностью повторного использования, поэтому пластик часто применяют в крупномасштабных или повторяющихся строительных проектах.
- Экологичность. Многие пластиковые опалубочные системы изготавливаются из переработанных материалов, что сокращает отходы материала и помогает снизить общую негативную нагрузку на окружающую среду.
- Улучшение качества отделки бетонной поверхности. Это снижает потребность в дополнительных работах по выравниванию или ремонту наружных слоёв бетона после снятия опалубки.
Недостатки пластиковой опалубки
- Более высокая первоначальная стоимость по сравнению с традиционными материалами, например, фанерой. В то же время со временем пластиковая опалубка становится более экономичной благодаря возможности повторного применения. Однако первоначальные затраты могут стать препятствием для мелких подрядчиков или проектов с ограниченным бюджетом.
- Возможность изменения первоначальных размеров и формы. Модульность пластиковой опалубки оборачивается недостатком для нестандартных или очень сложных конструкций, требующих резки или иной корректировки опалубки на месте.
- Повышенные требования к хранению и обслуживанию. Хотя пластиковая опалубка долговечна, она всё же требует надлежащего ухода. Панели необходимо очищать после каждого использования и хранить в соответствующих условиях, чтобы не повредить их. Плохое хранение может привести к деформации или растрескиванию пластика, что негативно повлияет на долговечность системы.
Когда использовать пластиковую опалубку
Решение об использовании пластиковой опалубки зависит от конкретных потребностей проекта. Если вы работаете над крупномасштабным или повторяющимся проектом, возможность повторного использования и долговечность пластиковой опалубки делают её разумной инвестицией. В противном случае более подходящим вариантом может стать применение традиционной фанерной опалубки.
Рекомендации по материалам, из которых производятся детали пластиковой опалубки, приведены в ГОСТ Р 52086-2003.
п. 6. Металлическая опалубка
Как уже указывалось, материалами для изготовления металлической опалубки принимают листовую сталь и — реже, в случае повышенной влажности окружающей среды — сплавы алюминия.
Опалубка изготавливается из качественной конструкционной стали, которая может выдерживать большие нагрузки и обеспечивает точную поверхность бетона во время заливки. По сравнению с деревянной опалубкой, стальная не только обладает большей прочностью, но и обеспечивает повышенную интенсивность применения. Технические требования к крупнощитовой стальной опалубке, которая применяется в массовом промышленном и гражданском строительстве, установлены строительными нормативами.
Структура стальной опалубки
Базовая конструкция стальной опалубки состоит из нескольких компонентов, включающих в себя:
- Стальные пластины, воспринимающие усилия сжатия, которые возникают при заливке бетона.
- Систему поддержки — конструкции, используемые для фиксации опалубки и обеспечения дополнительной опоры. Такая система изготавливается из стальных труб или фасонных профилей. Конструкция должна гарантировать, что опалубка не изменит своё положение и не деформируется в процессе заливки.
- Фиксирующие системы, соединяющие различные части стальной опалубки между собой и обеспечивающие её герметичность и целостность. Соединение выполняется болтами, шпильками или защёлками согласно техническим стандартам. Выбор типа определяется характером и значением внешней нагрузки и нормами устойчивости опалубочной конструкции.
Кромки и углы стальной опалубки имеют специальную обработку, чтобы обеспечить лёгкий демонтаж, улучшить поддержку и жёсткость конструкции.
Классификация
Различают следующие классификационные признаки, влияющие на назначение и конструктивные характеристики опалубки:
- Форма — плоская или поверхностная. Плоская опалубка предназначена для заливки стен, полов и других плоских строительных изделий. Этот тип опалубки обычно имеет простую геометрическую форму, которая быстро монтируется/демонтируется, поэтому хорошо подходит для стандартизированного строительства. Криволинейная опалубка применяется для конструкций изогнутой или нестандартной формы — мостов, тоннелей, куполов и пр. Конструкции этого типа более сложны и должны учитывать конкретные требования к проекту.
- Назначение. Различают опалубку колонн, балок и оснований. Опалубка колонн в основном имеет круглую или квадратную форму, соответствующую типу строительных конструкций. Решающее значение для противостояния давлению колонны во время её заливки имеют характеристики прочности и устойчивости. Балочная опалубка должна быть сконструирована таким образом, чтобы она надёжно выдерживала нагрузки, возникающие во время затвердевания бетона, без изгибов или каких-либо деформаций балочного пролёта. Опалубка оснований используется для заливки фундаментов и подземных сооружений. Её характеризуют более толстые пластины (щиты), способные выдерживать высокие нагрузки. Эта опалубка проектируется так, чтобы её можно было плотно соединить с фундаментом, обеспечивая устойчивую опору.
- Структура, которая может быть модульной или встроенной. Модульная опалубка состоит из нескольких стандартных модулей, которые можно свободно комбинировать в соответствии с требованиями проекта. Такая система транспортируема, проста в установке и может быть повторно использована. Встроенная стальная опалубка проектируется под конкретные инженерные проекты и отливается, как правило, по индивидуальным чертежам. Она стоит дороже, но это компенсируется высокой точностью и уникальностью проекта.
Из соображений высокой долговечности ряд деталей стальной опалубки производят из нержавеющей стали, либо стали, снабжённой антикоррозионным покрытием. Для выбора марки материала руководствуются положениями нормативных документов.
Особенности
Преимущества:
- Высокая долговечность;
- Возможность повторного использования;
- Высокая точность и гладкость отделки;
- Экологичность.
Ограничения:
- Значительные первоначальные затраты (особенно — для алюминиевых конструкций);
- Высокая масса опалубочных конструкций (для стали);
- Необходимость в защите от коррозии (для стали);
- Сложность процессов индивидуальной обработки и подгонки сопрягаемых деталей;
- Повышенная трудоёмкость установки, разборки и регламентного обслуживания.
Учитывая это, металлическая опалубка преимущественно используется для строительных работ на объектах, требующих высокой прочности, максимальной точности бетонирования и эксплуатационной долговечности.
п. 7. Съёмная и несъёмная опалубка
Выбор между постоянным и временным вариантом опалубки может значительно повлиять на эффективность, стоимость и долговечность строительства.
Несъёмная опалубка
Несъёмной опалубкой называют ограждающую конструкцию, которая остаётся на месте после полного затвердевания бетона и становится неотъемлемой частью сооружения. Такая опалубка обеспечивает строению постоянную поддержку и может повысить структурные характеристики объекта.
В несъёмной опалубке используют сталь, композитные материалы, изолированные бетонные формы или полистирольные блоки, часто - с теплоизоляционными компонентами.
Преимущества несъёмной опалубки:
- Повышение скорости строительства;
- Улучшение энергоэффективности возводимого объекта;
- Структурная поддержка бетона;
- Снижение затрат на рабочую силу.
Съёмная опалубка
Съёмной опалубкой называют такую, которая удаляется после затвердевания бетона. Обычно такой вариант реализуется с целью повышения гибкости и экономической эффективности строительства. В качестве материалов для съёмной опалубки применяют дерево, металл и пластик.
Преимущества съёмной опалубки:
- Гибкость: система может быть разработана для любой формы и размера;
- Способность повторного использования;
- Настраиваемость (кроме пластика!): конструкция легко адаптируется к любым требованиям;
- Экономичность: съёмные конструкции проще и дешевле.
Выбор типа опалубки
Выбор между постоянной и временной опалубкой зависит от конкретных потребностей строительного проекта. Несъёмный вариант имеет преимущества в скорости монтажа и структурной поддержке, что делает его целесообразным в жилых и некоторых коммерческих проектах. Съёмная опалубка выигрывает в гибкости, повторном использовании и в экономической эффективности, что нагляднее всего проявляется при возведении высотных зданий или крупных инфраструктурных объектов.
п. 8. Пластиковая опалубка
Опалубка, изготовленная из высокопрочного пластика, является относительно современной инновацией в строительной отрасли. В отличие от распространённой деревянной или фанерной, пластиковая опалубка лёгкая, подходит для многоразового применения, устойчива к воде и многим химическим веществам, в том числе к тем, что содержатся в составе бетона.
Механизм применения пластиковой опалубки традиционен: конструкция собирается вокруг участка, где будет заливаться бетон. Затем бетон заливается в пластиковую форму, и после того, как он схватывается и затвердевает, пластиковая опалубка может быть снята и повторно использована.
Плюсы пластиковой опалубки:
- Возможность повторного применения. В отличие от фанеры, которая часто разрушается уже после нескольких циклов, пластиковая опалубка может использоваться повторно до 100 и более раз в зависимости от ухода и обслуживания.
- Лёгкость и простота в обращении. Пластиковая опалубка значительно легче своих деревянных или металлических аналогов. Лёгкий вес облегчает транспортировку, сборку и демонтаж, снижая трудозатраты и повышая общую эффективность работ на строительной площадке.
- Устойчивость к воде и атмосферным воздействиям. В отличие от древесины, которая может впитывать влагу и деформироваться, пластиковая опалубка обладает высокой влагостойкостью, что делает пластик идеальным материалом для возведения бетонных сооружений во влажном климате. Кроме того, пластиковая опалубка устойчива к химическим веществам и ультрафиолетовым лучам.
- Экономичность в долгосрочной перспективе. Первоначальная стоимость пластиковой опалубки может быть выше, чем у фанеры, но эта особенность компенсируется её долговечностью и возможностью повторного использования, поэтому пластик часто применяют в крупномасштабных или повторяющихся строительных проектах.
- Экологичность. Многие пластиковые опалубочные системы изготавливаются из переработанных материалов, что сокращает отходы материала и помогает снизить общую негативную нагрузку на окружающую среду.
- Улучшение качества отделки бетонной поверхности. Это снижает потребность в дополнительных работах по выравниванию или ремонту наружных слоёв бетона после снятия опалубки.
Минусы пластиковой опалубки:
- Более высокая первоначальная стоимость по сравнению с традиционными материалами, например, фанерой. В то же время со временем пластиковая опалубка становится более экономичной благодаря возможности повторного применения. Однако первоначальные затраты могут стать препятствием для мелких подрядчиков или проектов с ограниченным бюджетом.
- Возможность изменения первоначальных размеров и формы. Модульность пластиковой опалубки оборачивается недостатком для нестандартных или очень сложных конструкций, требующих резки или иной корректировки опалубки на месте.
- Повышенные требования к хранению и обслуживанию. Хотя пластиковая опалубка долговечна, она всё же требует надлежащего ухода. Панели необходимо очищать после каждого использования и хранить в соответствующих условиях, чтобы не повредить их. Плохое хранение может привести к деформации или растрескиванию пластика, что негативно повлияет на долговечность системы.
Решение об использовании пластиковой опалубки зависит от конкретных потребностей проекта. Если вы работаете над крупномасштабным или повторяющимся проектом, возможность повторного использования и долговечность пластиковой опалубки делают её разумной инвестицией. В противном случае более подходящим вариантом может стать применение традиционной фанерной опалубки.
Рекомендации по материалам, из которых производятся детали пластиковой опалубки, приведены в технических стандартах.
п. 9. Технология вакуумной опалубки
Последние разработки в области проектирования, например алгоритмы структурной оптимизации, позволяют проектировщикам и инженерам создавать эффективные несущие конструкции, в которых материал размещается там, где он более всего нужен. Такая оптимизация структурной топологии часто вдохновляется структурами, встречающимися в природе, и может рассчитывать на большой интерес со стороны архитекторов.
История развития технологии
Известный инженер Пьер Луиджи Нерви разработал и запатентовал в 1950-х годах технологию изготовления структурно высокоэффективных и эстетически привлекательных ребристых бетонных сооружений. В настоящее время технологичность таких конструкций считается узким местом в общем процессе строительства, несмотря на быстрое развитие цифровых производственных технологий.
Хотя для производства оптимизированных по топологии конструкций из бетона доступны различные традиционные системы, такие как деревянная опалубка, эти методы, как правило, считаются сложными, трудоёмкими, требующими много времени и, следовательно, финансово непривлекательными. Решение было найдено в использовании вакуумно-стабилизированного гранулированного материала в качестве адаптивной формы. Общий термин этой конкретной технологии называется вакуумной опалубкой.
Принцип работы
Процесс вакуумной опалубки основан на явлении гранулированного заклинивания, которое исследует механизмы, приводящие к повышению жёсткости аморфных структурных частиц бетона при их уплотнении.
Структурная целостность вакуумных конструкций, или просто «вакуумматика», может быть проще всего объяснена в тесной связи с пневматическими конструкциями. Любое тело на поверхности Земли подвергается атмосферному давлению, которое оно поддерживает либо твёрдой внутренней частью, либо жидкостями/газами, давление которых уравновешивается давлением окружающей атмосферы.
В случае вакуумной опалубки внутреннее давление воздуха снижается за счёт откачки внутреннего воздуха, что приводит к созданию пониженного давления. Герметичная гибкая обшивка, которая заключает в себе совокупность структурных бетонных частиц, не может выдержать внешнее давление окружающей среды. Поэтому такая обшивка формируется вокруг содержащихся в ней частиц бетона и эффективно связывает их вместе.
Это явление, называемое вакуумным предварительным напряжением, почти мгновенно «замораживает» агрегатные частицы бетона в той конфигурации, в которую они были изначально втянуты, что позволяет многократно изменять форму и ужесточать конструкции до любой заданной формы.
Современное состояние технологии
Несмотря на то, что принцип вакуумной опалубки был открыт ещё в 1970-х годах, о структурном поведении бетонных частиц известно очень мало, и на сегодняшний день реализовано не так много строительных проектов. Выявлено только, что проведенные исследования пока ограничены созданием одиночных структур.
п. 10. Съёмная и несъёмная опалубка
Выбор между постоянным и временным вариантом опалубки может значительно повлиять на эффективность, стоимость и долговечность строительства.
Несъёмной опалубкой называют ограждающую конструкцию, которая остаётся на месте после полного затвердевания бетона и становится неотъемлемой частью сооружения. Такая опалубка обеспечивает строению постоянную поддержку и может повысить структурные характеристики объекта.
В несъёмной опалубке используют сталь, композитные материалы, изолированные бетонные формы или полистирольные блоки, часто — с теплоизоляционными компонентами. Преимуществами таких систем являются:
- Повышение скорости строительства;
- Улучшение энергоэффективности возводимого объекта;
- Структурная поддержка бетона;
- Снижение затрат на рабочую силу.
Съёмной опалубкой называют такую, которая удаляется после затвердевания бетона. Обычно такой вариант реализуется с целью повышения гибкости и экономической эффективности строительства. В качестве материалов для съёмной опалубки применяют те, которые описаны в разделах 1, 2 и 3.
Достоинства съёмной опалубки:
- Гибкость: система может быть разработана для любой формы и размера;
- Способность повторного использования;
- Настраиваемость (кроме пластика!): конструкция легко адаптируется к любым требованиям;
- Экономичность: съёмные конструкции проще и дешевле.
Выбор между постоянной и временной опалубкой зависит от конкретных потребностей строительного проекта. Несъёмный вариант имеет преимущества в скорости монтажа и структурной поддержке, что делает его целесообразным в жилых и некоторых коммерческих проектах. Съёмная опалубка выигрывает в гибкости, повторном использовании и в экономической эффективности, что нагляднее всего проявляется при возведении высотных зданий или крупных инфраструктурных объектов.
п. 12. Технология вакуумной опалубки
Последние разработки в области проектирования, например алгоритмы структурной оптимизации, позволяют проектировщикам и инженерам создавать эффективные несущие конструкции, в которых материал размещается там, где он более всего нужен. Такая оптимизация структурной топологии часто вдохновляется структурами, встречающимися в природе, и может рассчитывать на большой интерес со стороны архитекторов.
Известный инженер Пьер Луиджи Нерви разработал и запатентовал в 1950-х годах технологию изготовления структурно высокоэффективных и эстетически привлекательных ребристых бетонных сооружений. В настоящее время технологичность таких конструкций считается узким местом в общем процессе строительства, несмотря на быстрое развитие цифровых производственных технологий.
Хотя для производства оптимизированных по топологии конструкций из бетона доступны различные традиционные системы, такие как деревянная опалубка, эти методы, как правило, считаются сложными, трудоёмкими, требующими много времени и, следовательно, финансово непривлекательными. Решение было найдено в использовании вакуумно-стабилизированного гранулированного материала в качестве адаптивной формы. Общий термин этой конкретной технологии называется вакуумной (или, точнее, вакуумированной) опалубкой.
Процесс вакуумной опалубки основан на явлении гранулированного заклинивания, которое исследует механизмы, приводящие к повышению жёсткости аморфных структурных частиц бетона при их уплотнении.
Структурная целостность вакуумных конструкций, или просто «вакуумматика», может быть проще всего объяснена в тесной связи с пневматическими конструкциями. Любое тело на поверхности Земли подвергается атмосферному давлению, которое оно поддерживает либо твёрдой внутренней частью, либо жидкостями/газами, давление которых уравновешивается давлением окружающей атмосферы.
В случае вакуумной опалубки внутреннее давление воздуха снижается за счёт откачки внутреннего воздуха, что приводит к созданию пониженного давления. Герметичная гибкая обшивка, которая заключает в себе совокупность структурных бетонных частиц, не может выдержать внешнее давление окружающей среды. Поэтому такая обшивка формируется вокруг содержащихся в ней частиц бетона и эффективно связывает их вместе.
Это явление, называемое вакуумным предварительным напряжением, почти мгновенно «замораживает» агрегатные частицы бетона в той конфигурации, в которую они были изначально втянуты, что позволяет многократно изменять форму и ужесточать конструкции до любой заданной формы.
Несмотря на то что принцип вакуумной опалубки был открыт ещё в 1970-х годах, о структурном поведении бетонных частиц известно очень мало, и на сегодняшний день реализовано не так много строительных проектов. Выявлено только, что проведённые исследования пока ограничены созданием одиночных структур.