Применение современных опалубочных систем в монолитном домостроении значительно повышает технологичность строительства. Сроки и качество возводимых конструкций во многом определяются применяемой опалубкой.
Опалубочные системы должны отвечать предъявляемым к ним требованиям по конструктивной прочности, надежности и долговечности, также точности изготовления и иметь высокие механические свойства. Эффективность опалубки определяется возможностью ее быстрой видоизменяемости в соответствии с возводимым объектом, легкостью и простотой сборки. Кроме того, возможно сравнение стеновых систем по максимально разрешенной скорости заливки бетона в опалубленную конструкцию.
Для изготовления опалубки применяют самые разные материалы. Элементы, воспринимающие основные нагрузки, выполняют преимущественно из стали и алюминиевых сплавов. Комбинированные конструкции опалубки позволяют в наиболее эффективно использовать специфические характеристики материалов. Применяемый материал существенно влияет как на технические характеристики опалубок, так и на их стоимость.
Сталь, используемая для изготовления несущих элементов опалубок, - оцинкованная или гальванизированная, с порошковым покрытием. Покрытие не только защищает сталь от коррозии, но и обеспечивает быструю очистку опалубки в процессе эксплуатации. Сталь, как известно, обладает высокой несущей способностью и хорошей сопротивляемостью деформациям,однако имеет высокую теплопроводность и, что критично, значительную массу.
Кроме стали для производства опалубочных систем применяется и алюминий, точнее сплав алюминия и кремния (для повышения прочностных характеристик). Алюминий - легкий, прочный и устойчивый к воздействию агрессивной среды металл. Алюминиевая опалубка легче стальной в три раза, что существенно уменьшает стоимость и трудоемкость транспортировки и монтажа опалубки, позволяет проводить работы без использования крана. Но в то же время алюминиевые элементы менее ремонтопригодны (необходима сварка в аргоне) и больше подвержены деформации, чем стальные. Применение принципа экструзии (прессования) для производства алюминиевых элементов опалубки позволяет добиться необходимой жесткости конструкции. Высокая точность алюминиевых элементов, обеспечиваемая технологией производства, недостижима на сегодняшний день для отечественных производителей стальных опалубок.
Использование древесины для изготовления элементов опалубки обусловлено ее относительно низкой ценой, небольшой массой, легкостью обработки и низкой теплопроводностью. Для изготовления деревянных элементов применяют преимущественно клееную древесину и фанеру. Клееные элементы обладают малой деформативностью и высокой прочностью. Но древесина, как известно, имеет и существенный недостаток - гигроскопичность. Деревянные элементы подвержены короблению и разбуханию. В связи с этим в качестве палубы чаще используется ламинированная с фенолформальдегидным покрытием фанера, резко снижающая сцепление с бетоном и обеспечивающая оборачиваемость до 100 раз.
При механических повреждениях деревянные элементы опалубки не всегда поддаются восстановлению, и значит, требуется их замена. Современные опалубочные системы можно классифицировать по различным критериям. В зависимости от области применения - опалубки для стен, перекрытий, колонн, лифтовых шахт и др. Необходимо иметь в виду, что это достаточно условное деление, т.к. опалубочные системы для стен могут позволять изготавливать и колонны. Разработаны также и многофункциональные, универсальные опалубки.
По конструктивным особенностям опалубки могут быть щитовыми и балочными. Щитовые и балочные опалубки применяют при строительстве различных конструкционных элементов: стен малоэтажных и высотных зданий различной конфигурации, перекрытий, колонн, шахт лифтов и т.д.
Разработаны также опалубочные системы для выполнения специальных задач: опалубка кольцевых стен с изменяемым радиусом; переставная опалубка; туннельная опалубка; односторонняя опалубка и др.
Рассмотрим более подробно некоторые наиболее распространенные типы опалубочных систем.
Щитовая опалубочная система включает в себя каркасные щиты, подпорные элементы и детали крепежа. Могут при необходимости использоваться угловые элементы (внешние и внутренние), а также подмости для бетонирования и леса.
Основой щитовых опалубочных систем являются каркасные щиты. Они состоят из несущей металлической рамы (стальной или алюминиевой) с ребрами жесткости и опалубочной плиты. Рама из замкнутого полого профиля с фасонным гофром предохраняет торцы опалубочной плиты от повреждений и позволяет соединять элементы в любом месте. Металлические каркасы, выполненные из замкнутых профилей, лучше противостоят нагрузкам кручения и значительно упрощают и ускоряют установку и выравнивание модульных элементов.
Палуба изготавливается обычно из ламинированной фанеры. Но у фанеры как древесного материала есть недостатки, о которых шла речь выше. Поэтому деревянные опалубочные плиты чаще, по сравнению с остальными элементами опалубок, нуждаются в ремонте и замене. Толщина и состав ламината определяют износостойкость фанеры и количество циклов бетонирования. Ряд фирм, выпускающих опалубочные системы, сегодня занимаются решением вопроса об увеличении количества циклов эксплуатации опалубки и улучшении качества поверхности бетона.
Одним из результатов этой деятельности является новый "сэндвич"-материал, разработанный немецкими специалистами. Его отличают низкая гигроскопичность, меньший вес по сравнению с фанерой, стойкость к ультрафиолетовому излучению, стойкость к механическим повреждениям, малая адгезия (прилипание) к бетону и упрощенная очистка.
Для получения ровной поверхности стены, перекрытия и т.п. важно сохранить геометрию опалубки в процессе замоноличивания. Каждая фирма-производитель уделяет огромное внимание разработке оригинальных соединительных деталей (замков, анкерных элементов, накладок и др.), позволяющих легко осуществлять надежное, прочное, с ровными стыками крепление элементов опалубки. Соединения между элементами опалубки должны выполняться таким образом, чтобы каркас системы мог воспринимать высокие нагрузки на сжатие, растяжение и изгиб. Достоинством крепежных систем опалубки считается возможность сборки вручную с применением простейших инструментов, а также возможность использования минимального количества соединительных элементов для обеспечения требуемой жесткости конструкции.
Номенклатура крепежных изделий, предлагаемая ведущими производителями, обширна: специальные угловые зажимы, накладки и другие элементы, позволяющие соединять опалубочные модули перпендикулярно по отношению друг к другу и под различными углами (различные стационарные и шарнирные угловые элементы).
Балочная опалубочная система включает в себя балки, элементы крепления, подпорные элементы, подмости для бетонирования, леса и т.д.
Основой балочных опалубочных систем являются балки. Балки представляют собой конструкцию из древесины двутаврового сечения, выдерживающую большую нагрузку. Детали из древесины могут быть цельными или клееными по длине и сечению. Длина балок нормирована. Для обеспечения долговечности на балки крепятся стальные или пластмассовые наконечники. Соединение балок между собой осуществляется с помощью стальных элементов крепления.
Трудоемкость монтажа балочных систем выше, чем рамных за счет большего количества комплектующих, но балочные системы дешевле.
Основным элементом конструкции является полусекция, которая состоит из одной горизонтальной и одной вертикальной панелей. Туннельная опалубка предназначена для одновременного опалубливания стен и перекрытий типовых секций. Монтаж туннельной опалубки осуществляется при помощи крана. На объекте обязательно требуется наличие крана и больших площадей для складирования. Подобного типа опалубка применяется для серийного производства зданий коридорного типа с одинаковыми помещениями (гостиницы, больницы и т.п.).
На строительный объект опалубочные системы доставляются в разобранном виде, что делает их удобными для складирования и транспортировки. Монтаж современных опалубочных систем осуществляется квалифицированными рабочими вручную и при помощи строительного оборудования: кранов, подмостей, лесов.
В ряде случаев, например, в центральных частях городов, при реконструкции, при возведении нулевого цикла, когда нет возможности для размещения строительной техники, применяют специальные опалубочные системы, монтаж которых полностью производится вручную. В данной ситуации имеет большое значение как вес опалубочных элементов, а значит и применяемый для изготовления опалубки материал, так и размеры элементов опалубки. Значительная трудоемкость проведения монтажных работ сказывается на общих сроках возведения конструкции.
Увеличить срок службы опалубок, а также улучшить качество наружного слоя бетона можно, воспользовавшись услугой, которую предлагают ведущие фирмы-производители опалубок, - это очистка и восстановление опалубок. Очистка производится в заводских условиях на промышленных установках. Чистить опалубки особенно необходимо после завершения больших проектов. Так как элементы опалубки изготавливаются из разных материалов, то и срок их службы различен. Палуба изнашивается быстрее, чем рама, во многих случаях ее выгоднее восстановить (перевернуть, если обратная поверхность не нарушена креплениями), чем покупать новую. Полный ремонт обычно обходится в 1/3 стоимости нового элемента. При необходимости элементы можно технически усовершенствовать.
На российском рынке опалубочные системы широко представлены как зарубежными, так и отечественными фирмами. Российские предприятия разрабатывают современные конструкции опалубок, но номенклатура предлагаемых ими изделий еще уступает в чем? западным аналогам.. Но можно отметить положительные тенденции в улучшении качества российских опалубочных систем в настоящее время, к тому же в экономическом плане западные опалубки проигрывают отечественным.
Комплексные системы, благодаря широкой номенклатуре входящих в них изделий, позволяют создавать конструкции разных форм и размеров (горизонтальные и вертикальные), начиная с мелких сооружений и вплоть до комплексов электростанций. Необходимо отметить, что приобретать комплексные системы вовсе не обязательно целиком и сразу. Фирма, в соответствии со своими задачами и финансовым положением, может остановить свой выбор сначала на одном типе опалубки, а уже в дальнейшем расширять номенклатуру изделий, будучи уверенной, что любые элементы системы будут стыковаться друг с другом. Продуманность замков и элементов крепления. От качества элементов крепления во многом зависит качество поверхности получаемой стены, перекрытия, колонн и т.п., а также скорость монтажа. Крепежные элементы должны обеспечивать быстрое и безопасное соединение элементов опалубки в горизонтальных и вертикальных конструкциях. Наличие программного обеспечения, позволяющего на основании проектной документации и предполагаемых сроков строительства осуществить планирование последовательности опалубочных работ, рассчитать необходимое количество транспортных единиц, составить точную спецификацию элементов опалубки и смету затрат. Предоставление технического сопровождения и обучения персонала. Возможность аренды опалубки. Многие ведущие фирмы предоставляют возможность аренды опалубки или каких-то ее элементов. Это дает возможность испытать новые системы или их части перед приобретением.